CN102387084A - 基于RapidIO协议包交换的系统结构 - Google Patents
基于RapidIO协议包交换的系统结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102387084A CN102387084A CN2011103877632A CN201110387763A CN102387084A CN 102387084 A CN102387084 A CN 102387084A CN 2011103877632 A CN2011103877632 A CN 2011103877632A CN 201110387763 A CN201110387763 A CN 201110387763A CN 102387084 A CN102387084 A CN 102387084A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rapidio
- configuration
- exchange
- rapid
- node
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
Abstract
本发明针对嵌入式系统应用的Serial RapidIO高速通信需求，提供一种基于RapidIO协议包交换的系统结构，以满足RapidIO的互连通信需求，有效提高系统性能和容错能力。该基于RapidIO协议包交换的系统结构，包括多个RapidIO交换芯片，对所有的RapidIO交换芯片既构建星形系统互连拓扑结构，同时也构建双环形系统互连拓扑结构；在所有的RapidIO交换芯片中的多个所述端节点中，设定其中一个端节点为整个系统的RapidIO主管理节点。本发明系统硬件实现简单、软件配置灵活，性能可靠，支持重构、容错、动态流量可调节、规模可配置。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于RapidIO协议包交换的系统结构。
背景技术
RapidIO技术是一种高性能低引脚数基于包交换的交叉开关互连技术，其高带宽、低延时、高效率及高可靠性的优点为高性能的嵌入式系统的内部互连通信提供了良好的解决方案。RapidIO开关互连技术的特性决定了其系统多采用基于交换机的拓扑结构，RapidIO端点设备间不是直接连接而是通过交换机互连。因此，RapidIO交换技术的设计就成为RapidIO互连通信的关键。
目前，基于RapidIO协议包交换的星形系统结构已见于报道，但其软件配置尚不成熟，且仍然难以有效利用传输通道进行高速实时传输数据、容错等要求。
发明内容
本发明针对嵌入式系统应用的Serial RapidIO高速通信需求，提供一种基于RapidIO协议包交换的系统结构，以满足RapidIO的互连通信需求，有效提高系统性能和容错能力。
本发明的技术方案如下：
基于RapidIO协议包交换的系统结构，包括多个RapidIO交换芯片，每一个RapidIO交换芯片设置有两组交换网络节点和多个对外的端节点，其中一组交换网络节点用以对所有的RapidIO交换芯片构建星形系统互连拓扑结构，另一组交换网络节点用以对所有的RapidIO交换芯片同时构建双环形系统互连拓扑结构；在所有的RapidIO交换芯片中的多个所述端节点中，设定其中一个端节点为整个系统的RapidIO主管理节点；
RapidIO主管理节点负责整个系统的软件配置和监控管理，具体包括以下几个方面：
(1)系统监控管理
系统工作中，完成对交换网络节点和端节点的在线监控控制；
当检测到系统的交换网络的某一链路负载过重时，实时配置交换网络路由配置表来实现交换网络流量均衡调节；
当检测到端节点故障时，对任务进行迁移，并通知相关网络节点，完成系统任务的重构；
(2)系统配置管理
系统上电初始化时，完成系统的系统发现和遍历标识功能，进行系统的上电初始化配置；
系统工作中，根据网络监控的结果或管理需要实施对各个端节点的工作模式、工作速率、路由配置表进行实时在线配置；
(3)具备高速的数据处理能力和通信传输带宽，用以完成系统的数据处理任务。
上述每个RapidIO交换芯片均可以连接配置一个I2C PROM存储器，用以实现RapidIO交换芯片的自主上电初始化配置和存储交换芯片的配置信息，配置信息包括工作模式、工作速率和查找表。这样，在主管理节点不进行控制工作时，仍能够使整个系统正常运行。
上述RapidIO主管理节点可采用MPC8640处理器。
本发明具有以下优点：
1、系统采用星形、双环形互连拓扑结构，可以实现任意规模的RapidIO端节点间互连通信，支持流水式数据传输和星形集中式数据传输。
2、系统内RapidIO端节点的消息传输工作方式、工作模式、工作速率和路由配置信息由I2C PROM上电配置或CPU上电初始化配置。
3、系统设置CPU处理器用于系统软件配置和监控管理，CPU根据网络监控的结果或管理需要对RapidIO端节点的工作模式、工作速率和交换结构的路由配置表等进行实时在线重配置。
4、系统硬件实现简单、软件配置灵活，性能可靠，支持重构、容错、动态流量可调节、规模可配置。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图。
具体实施方式
本发明是一种基于串行RapidIO协议包交换的RapidIO交换设计，采用RapidIO交换芯片构建系统的RapidIO全互连网络。通过RapidIO交换芯片的级联，构建星形、双环形的系统互连拓扑结构，支持高性能流水式数据传输和星形容错特性。
系统软件配置和监控管理由CPU端节点(主管理节点)负责，支持上电RapidIO系统发现、ID分配、路由表初始化配置。系统工作中，CPU负责RapidIO交换网络的管理监控，CPU根据网络监控的结果或管理需要实施对RapidIO端节点的工作模式、工作速率、路由配置表等进行实时在线重配置，支持系统的重构、容错、动态流量调节等特性。
下面对本发明做进一步详细说明。
1.工作原理
基于RapidIO协议包交换的RapidIO交换设计，通过RapidIO交换芯片的级联，构建星形、双环形的系统互连拓扑结构，支持高性能流水式数据传输和星形容错特性。RapidIO系统规模即RapidIO端节点可以通过增加级联芯片来扩展。
RapidIO系统内，每个RapidIO交换芯片可配置I2C PROM存储器，存储交换芯片的工作模式、工作速率、查找表等配置信息，实现交换芯片的上电初始化配置。
RapidIO主管理节点负责系统的软件配置和监控管理。系统上电初始化时，由CPU完成系统的系统发现和遍历标识等功能，完成系统的上电初始化配置。系统工作中，CPU负责RapidIO交换网络的管理监控，CPU根据网络监控的结果或管理需要实施对RapidIO端节点的工作模式、工作速率、路由配置表等进行实时在线重配置，支持系统的容错、重构、动态流量调节等特性。
2.系统架构
如图1所示，基于RapidIO协议包交换的系统结构，采用5片RapidIO交换芯片构建星形、双环形的系统互连拓扑结构。交换芯片采用Tundra公司Tsi578来实现，单片支持8个4x或16个1X的RapidIO交换。系统支持15个4X端口(或16个1x端口)的RapidIO无阻交换，支持每秒320GB的聚合带宽。
系统内每个RapidIO交换芯片配置I2C PROM存储器，存储交换芯片的工作模式、工作速率、查找表等配置信息，实现交换芯片的非处理器管理的自主上电初始化配置。
双环网络本身既可以互为备份，也可以由系统配置实现两路不同数据流的传输。利用双环的闭环特性，还可以由系统配置选择双环中较近的路径从一个交换芯片向另一个交换芯片传输数据。
RapidIO主管理节点用于系统软件配置和监控管理，采用带RapidIO接口PowerPC系列MPC8640来实现。MPC8640处理器作为系统的RapidIO主管理节点，主要完成以下几项工作：
(1)系统配置管理。系统上电初始化时，可以由CPU完成系统的系统发现和遍历标识等功能，完成系统的上电初始化配置。工作中，可以对RapidIO端节点的工作模式、工作速率、路由配置表等进行实时在线重配置；比如，当检测到RapidIO某一链路负载过重时，可以实时配置交换网络路由配置表来实现交换网络流量均衡调节。
(2)系统监控管理。系统工作中，由CPU完成对交换网络节点和RapidiO端节点的在线监控控制。当CPU检测到RapidIO端节点故障时，可以由CPU控制对任务进行迁移，并通知相关网络节点。从而实现系统的容错、重构、动态流量调节等特性。
(3)作为RapidIO端节点，MPC8640处理器具备高速的数据处理能力和通信传输带宽，可以完成系统的数据信号处理任务。
本发明的系统结构可成功应用于以下项目：综合信号/信息处理机；综合光电和火控系统处理机；综合核心处理机ICP；综合射频演示验证核心处理机，公用综合仿真处理系统，机载计算机及高速光纤总线仿真系统等。
Claims (3)
1.基于RapidIO协议包交换的系统结构，包括多个RapidIO交换芯片，每一个RapidIO交换芯片设置有两组交换网络节点和多个对外的端节点，其中一组交换网络节点用以对所有的RapidIO交换芯片构建星形系统互连拓扑结构，另一组交换网络节点用以对所有的RapidIO交换芯片同时构建双环形系统互连拓扑结构；在所有的RapidIO交换芯片中的多个所述端节点中，设定其中一个端节点为整个系统的RapidIO主管理节点；
RapidIO主管理节点负责整个系统的软件配置和监控管理，具体包括以下几个方面：
(1)系统监控管理
系统工作中，完成对交换网络节点和端节点的在线监控控制；
当检测到系统的交换网络的某一链路负载过重时，实时配置交换网络路由配置表来实现交换网络流量均衡调节；
当检测到端节点故障时，对任务进行迁移，并通知相关网络节点，完成系统任务的重构；
(2)系统配置管理
系统上电初始化时，完成系统的系统发现和遍历标识功能，进行系统的上电初始化配置；
系统工作中，根据网络监控的结果或管理需要实施对各个端节点的工作模式、工作速率、路由配置表进行实时在线配置；
(3)具备高速的数据处理能力和通信传输带宽，用以完成系统的数据处理任务。
2.根据权利要求1所述的基于RapidIO协议包交换的系统结构，其特征在于：每个RapidIO交换芯片均连接配置有一个I2C PROM存储器，用以实现RapidIO交换芯片的自主上电初始化配置和存储交换芯片的配置信息，配置信息包括工作模式、工作速率和查找表。
3.根据权利要求1所述的基于RapidIO协议包交换的系统结构，其特征在于：所述RapidIO主管理节点采用MPC8640处理器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110387763.2A CN102387084B (zh) | 2011-11-29 | 2011-11-29 | 基于RapidIO协议包交换的系统结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110387763.2A CN102387084B (zh) | 2011-11-29 | 2011-11-29 | 基于RapidIO协议包交换的系统结构 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102387084A true CN102387084A (zh) | 2012-03-21 |
| CN102387084B CN102387084B (zh) | 2014-06-25 |
Family
ID=45826080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201110387763.2A Active CN102387084B (zh) | 2011-11-29 | 2011-11-29 | 基于RapidIO协议包交换的系统结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102387084B (zh) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102724095A (zh) * | 2012-07-10 | 2012-10-10 | 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 | 一种基于交换芯片的12路srio数据总线拓扑结构设计方法 |
| CN103001867A (zh) * | 2012-12-27 | 2013-03-27 | 中航(苏州)雷达与电子技术有限公司 | 一种主备双机热备份系统及方法 |
| CN103346982A (zh) * | 2013-07-12 | 2013-10-09 | 中国人民解放军总参谋部第六十三研究所 | 星形结构RapidIO互连系统及其交换机配置方法 |
| CN104243174A (zh) * | 2014-10-10 | 2014-12-24 | 沈辉 | 基于vpx总线的网络和srio数据交换板及控制方法 |
| CN104270191A (zh) * | 2014-04-14 | 2015-01-07 | 上海大学 | 波分复用汇聚接入型双纤环光网络实现波长复用和互保护功能的系统与方法 |
| WO2016197729A1 (zh) * | 2016-01-04 | 2016-12-15 | 中兴通讯股份有限公司 | 数据发送方法及装置 |
| CN109039780A (zh) * | 2018-09-21 | 2018-12-18 | 中国航空无线电电子研究所 | 自动搜索以及自动配置交换机路由的程序 |
| CN109218231A (zh) * | 2018-09-21 | 2019-01-15 | 中国航空无线电电子研究所 | 一种RapidIO交换网络 |
| CN109672634A (zh) * | 2018-12-03 | 2019-04-23 | 天津津航计算技术研究所 | 基于交换芯片的18路无阻塞srio网络拓扑结构及方法 |
| WO2019193598A1 (en) * | 2018-04-05 | 2019-10-10 | Centre For Development Of Telematics (C-Dot) | A rapidio® network for achieving load balancing |
| CN110417581A (zh) * | 2019-07-02 | 2019-11-05 | 中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所 | 一种基于以太网的RapidIO交换网络在线配置与升级方法 |
| CN112737867A (zh) * | 2021-02-10 | 2021-04-30 | 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） | 集群rio网络管理方法 |
| CN117978759A (zh) * | 2024-03-29 | 2024-05-03 | 苏州元脑智能科技有限公司 | 一种互联装置、高性能交换装置及大模型一体机 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090288105A1 (en) * | 2008-05-19 | 2009-11-19 | Michael Wookey | Methods and Systems for Enabling Features Provided by a First Presentation Layer Protocol in a Session Implemented According to a Second Presentation Layer Protocol |
| CN101878475A (zh) * | 2007-07-31 | 2010-11-03 | Netlogic微系统公司 | 向星形拓扑串行总线接口委托网络处理器操作 |
-
2011
- 2011-11-29 CN CN201110387763.2A patent/CN102387084B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101878475A (zh) * | 2007-07-31 | 2010-11-03 | Netlogic微系统公司 | 向星形拓扑串行总线接口委托网络处理器操作 |
| US20090288105A1 (en) * | 2008-05-19 | 2009-11-19 | Michael Wookey | Methods and Systems for Enabling Features Provided by a First Presentation Layer Protocol in a Session Implemented According to a Second Presentation Layer Protocol |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 邓豹 等: "基于串行RapidIO的嵌入式互连研究", 《航空计算技术》 * |
| 高毅 等: "基于串行RapidIO协议的包交换模块的设计与实现", 《航空计算技术》 * |
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102724095A (zh) * | 2012-07-10 | 2012-10-10 | 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 | 一种基于交换芯片的12路srio数据总线拓扑结构设计方法 |
| CN103001867A (zh) * | 2012-12-27 | 2013-03-27 | 中航(苏州)雷达与电子技术有限公司 | 一种主备双机热备份系统及方法 |
| CN103346982A (zh) * | 2013-07-12 | 2013-10-09 | 中国人民解放军总参谋部第六十三研究所 | 星形结构RapidIO互连系统及其交换机配置方法 |
| CN103346982B (zh) * | 2013-07-12 | 2016-07-06 | 中国人民解放军总参谋部第六十三研究所 | 星形结构RapidIO互连系统及其交换机配置方法 |
| CN104270191A (zh) * | 2014-04-14 | 2015-01-07 | 上海大学 | 波分复用汇聚接入型双纤环光网络实现波长复用和互保护功能的系统与方法 |
| CN104270191B (zh) * | 2014-04-14 | 2017-02-15 | 上海大学 | 波分复用汇聚接入型双纤环光网络实现波长复用和互保护功能的系统与方法 |
| CN104243174A (zh) * | 2014-10-10 | 2014-12-24 | 沈辉 | 基于vpx总线的网络和srio数据交换板及控制方法 |
| WO2016197729A1 (zh) * | 2016-01-04 | 2016-12-15 | 中兴通讯股份有限公司 | 数据发送方法及装置 |
| CN106941453A (zh) * | 2016-01-04 | 2017-07-11 | 中兴通讯股份有限公司 | 数据发送方法及装置 |
| WO2019193598A1 (en) * | 2018-04-05 | 2019-10-10 | Centre For Development Of Telematics (C-Dot) | A rapidio® network for achieving load balancing |
| CN109218231A (zh) * | 2018-09-21 | 2019-01-15 | 中国航空无线电电子研究所 | 一种RapidIO交换网络 |
| CN109039780A (zh) * | 2018-09-21 | 2018-12-18 | 中国航空无线电电子研究所 | 自动搜索以及自动配置交换机路由的程序 |
| CN109039780B (zh) * | 2018-09-21 | 2021-04-23 | 中国航空无线电电子研究所 | 自动搜索以及自动配置交换机路由的方法 |
| CN109672634A (zh) * | 2018-12-03 | 2019-04-23 | 天津津航计算技术研究所 | 基于交换芯片的18路无阻塞srio网络拓扑结构及方法 |
| CN109672634B (zh) * | 2018-12-03 | 2020-11-06 | 天津津航计算技术研究所 | 基于交换芯片的18路无阻塞srio网络拓扑装置及方法 |
| CN110417581A (zh) * | 2019-07-02 | 2019-11-05 | 中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所 | 一种基于以太网的RapidIO交换网络在线配置与升级方法 |
| CN110417581B (zh) * | 2019-07-02 | 2023-02-17 | 中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所 | 一种基于以太网的RapidIO交换网络在线配置与升级方法 |
| CN112737867A (zh) * | 2021-02-10 | 2021-04-30 | 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） | 集群rio网络管理方法 |
| CN117978759A (zh) * | 2024-03-29 | 2024-05-03 | 苏州元脑智能科技有限公司 | 一种互联装置、高性能交换装置及大模型一体机 |
| CN117978759B (zh) * | 2024-03-29 | 2024-05-28 | 苏州元脑智能科技有限公司 | 一种互联装置、高性能交换装置及大模型一体机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102387084B (zh) | 2014-06-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102387084B (zh) | 基于RapidIO协议包交换的系统结构 | |
| CN102511151B (zh) | 一种路由器、虚拟集群路由器系统及建立方法 | |
| US20160328357A1 (en) | Computer subsystem and computer system with composite nodes in an interconnection structure | |
| WO2007109261A2 (en) | Customer traffic forwarding continues while control plane is reset | |
| CN112019457B (zh) | 一种基于国产化srio的高速交换装置 | |
| CN206820773U (zh) | 一种支持RapidIO和网络双交换功能的板卡 | |
| CN101848154B (zh) | 基于高级电信计算架构的系统 | |
| CN106713184A (zh) | 一种双冗余数据交换装置 | |
| CN103106173A (zh) | 多核处理器核间互联的方法 | |
| CN102103471B (zh) | 数据传输方法和系统 | |
| CN105162623A (zh) | 一种云处理方法及云服务器 | |
| CN111193971B (zh) | 一种面向机器学习的分布式计算互连网络系统及通信方法 | |
| CN101009542B (zh) | 一种数据网络节点设备端口的扩展装置 | |
| CN106814976A (zh) | 集群存储系统及应用其的数据交互方法 | |
| CN101197745B (zh) | 实现环网冗余数据传输的方法 | |
| CN1964286B (zh) | 具有双cpu的主控设备 | |
| CN104579786B (zh) | 一种基于2D Torus网络拓扑架构的服务器设计方法 | |
| CN101247663B (zh) | 大容量路由系统及其转发表生成方法 | |
| CN104750581A (zh) | 一种冗余互连的内存共享的服务器系统 | |
| CN104580000A (zh) | 一种基于流表技术的RapidIO交换方法 | |
| CN110535791B (zh) | 一种基于棱柱体结构的数据中心网络 | |
| CN209765401U (zh) | 一种管理多个arm服务器节点的系统 | |
| CN208969660U (zh) | 一种OpenVPX结构的SRIO交换板卡 | |
| CN111740864A (zh) | 一种带外网口切换管理方法及系统 | |
| CN101902383A (zh) | 一种基于e1的双向环网方法和系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |