CN105227544B - 实现不同协议报文转换的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种实现不同协议报文转换的装置及方法，该装置包括：第一XAUI器件和第二XAUI器件用于将从接收的协议一、协议二报文数据流解成第一、第二数据字节或控制字符；或将第二、第一数据字节或控制字符转换成协议二、协议一报文数据流发送；协议一净荷抽取器件和协议二净荷抽取器件用于抽取第一、第二数据字节或控制字符的净荷数据和通道信息；净荷协议二成帧器件和净荷协议一成帧器件用于将协议一、协议二净荷抽取器件抽取的净荷数据和通道信息按协议二和协议一的数据报文格式组帧，输出第二、第一数据字节或控制字符。本发明通过对初始报文中净荷数据和通道信息的提取、重组，实现了不同协议报文的转换，增加方案的可选性，实现利益最大化。
Description
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，具体涉及实现不同协议报文转换的装置及方法。
背景技术
在通信设备中，通信集成电路的通信总线接口繁多，如系统数据包接口等级4(SPI4.2)、10吉比特以太网连接单元接口(XAUI)等报文接口；而对于相同通信接口，也可以传送不同的协议报文，有些是标准的、有些是自定义的。
10G以太网连接单元接口(XAUI)是10G介质无关接口(XGMII)的扩展接口，在芯片对芯片的应用中，XAUI可用来代替或扩展XGMII，而XAUI在应用时，可以用来传送不同的协议报文，因此零部件厂商在专用集成芯片(ASIC)中会提供XAUI接口能力。不同厂家的专用集成芯片在用XAUI传送报文时会有不同的报文协议格式，当需要将相同或者不同接口中的协议报文数据单元互相转发时，需要将不同协议报文进行转换，以便可以在接口中传送并和对端芯片实现业务互通。
当不同芯片通过XAUI传送两种不同协议报文时，为了实现不同协议报文的净荷数据单元互通，需要对不同协议报文进行转换来满足不同芯片的报文接口要求，从而增加方案的可选性，实现利益最大化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是实现不同协议报文转换问题来满足不同芯片的报文接口要求，从而增加方案的可选性，实现利益最大化。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种实现不同协议报文转换的方法，包括以下步骤：
通过第一XAUI器件去除链路偏差、补偿时钟差异，并将从第一收发器件的XAUI接收的协议一报文数据流解码为第一数据字节或控制字符；在协议一净荷抽取器件对所述第一数据字节或控制字符进行净荷数据和通道信息抽取；净荷协议二成帧器件将所述净荷数据和通道信息按照协议二的数据报文格式进行组帧，输出第二数据字节或控制字符；第二XAUI器件将第二数据字节或控制字符编码为协议二报文数据流输出，实现协议一报文向协议二报文的转换；
通过第二XAUI器件去除链路偏差、补偿时钟差异，并将从第二收发器件的XAUI接收的协议二报文数据流解码为第二数据字节或控制字符；在协议二净荷抽取器件对所述第二数据字节或控制字符进行净荷数据和通道信息抽取；净荷协议一成帧器件将所述净荷数据和通道信息按照协议一的数据报文格式进行组帧，输出第一数据字节或控制字符；第一XAUI器件将第一数据字节或控制字符编码为协议一报文数据流输出，实现协议二报文向协议一报文的转换。
在上述方法中，在进行净荷数据和通道信息抽取时，同时对其进行校验，并将校验结果在抽取出的净荷数据尾部进行指示；
所述校验结果包括无错和有错；校验结果为有错的净荷数据和通道信息采用丢弃或者是透传的方式进行传送。
在上述方法中，协议一或协议二报文的净荷数据和通道信息的抽取具体包括以下步骤：
步骤A11、搜索协议一或协议二数据报文帧的帧起始特征字节；
步骤A12、判断紧邻帧起始特征字节的是否是前导及界定字节，如果是前导及界定字节，则执行步骤A13；否则执行步骤A14；
步骤A13、判断前导及界定字节是否正常，如果正常，则执行步骤A14；否则执行步骤A18；
步骤A14、判断下个字节是否是帧尾特征字节，如果是帧尾特征字节，则执行步骤A18；否则执行步骤A15；
步骤A15、提取该协议数据报文界定字节或起始特征字节和帧尾特征字节之间数据字节；
步骤A16、对提取的数据字节进行相应数据校验，并分离出净荷数据、通道信息；
步骤A17、将数据校验结果存在分离出的净荷数据尾部，结束此次净荷数据和通道信息提取；
步骤A18、开始后续协议一或协议二数据帧提取，执行步骤A11。
在上述方法中，按照协议二或协议一的数据报文格式进行组帧，具体包括以下步骤：
步骤A21、根据协议二、协议一格式要求控制提取的净荷数据数据报文成帧最小间隔；
步骤A22、输出提取的帧起始特征字节；
步骤A23、判断是否输出前导及界定字节；如果输出前导及界定字节，则执行步骤A24；否则执行步骤A25；
步骤A24、输出所述前导及界定字节；
步骤A25、按照协议二、协议一成帧要求输出提取的通道信息字节；
步骤A26、输出提取的净荷数据字节；
步骤A27、在净荷数据字节后插入协议二、协议一格式相应的校验字节，校验帧起始特征字节到净荷数据字节结束间的数据；
步骤A28、最后输出帧尾特征字节，按照协议二或协议一的数据报文格式组帧结束；
步骤A29、开始下一协议净荷数据成帧，执行步骤A21。
本发明还提供了一种实现不同协议报文转换的装置，包括第一XAUI器件、协议一净荷抽取器件、净荷协议二成帧器件以及协议二净荷抽取器件、净荷协议一成帧器件、第二XAUI器件；
所述第一XAUI器件用于去除链路偏差、补偿时钟差异，将从第一收发器件的XAUI接收的协议一报文数据流解码为第一数据字节或控制字符；所述协议一净荷抽取器件用于抽取所述第一数据字节或控制字符中净荷数据和通道信息；所述净荷协议二成帧器件用于将所述净荷数据和通道信息按照协议二的数据报文格式组帧，输出第二数据字节或控制字符；所述第二XAUI器件用于将所述第二数据字节或控制字符编码为协议二报文数据流输出；
所述第二XAUI器件用于去除链路偏差、补偿时钟差异，将从第二收发器件的XAUI接收的协议二报文数据流解码为第二数据字节或控制字符；所述协议二净荷抽取器件用于抽取所述第二数据字节或控制字符中净荷数据和通道信息；所述净荷协议一成帧器件用于将所述净荷数据和通道信息按照协议一的数据报文格式组帧，输出第一数据字节或控制字符；所述第一XAUI器件用于将所述第一数据字节或控制字符编码为协议一报文数据流输出。
本发明通过对初始报文中净荷数据和通道信息的提取，并重新组成与目的专用集成电路器件的XAUI协议相同的帧，实现了不同协议数据报文的转换，从而使得不同芯片的业务接口得以互通，增加方案的可选性，同时可以降低成本，实现利益最大化。
附图说明
图1为本发明提供的不同协议报文转换的装置的结构图；
图2为本发明中报文的净荷数据和通道信息抽取流程图；
图3为本发明提取的净荷数据和通道信息按照目的协议报文格式进行组帧流程图；
图4为本发明提供的实施例中协议一数据报文格式；
图5为本发明提供的实施例中协议二数据报文格式；
图6为本发明中协议一数据报文格式对应的协议一数据字节或控制字符排列示意图；
图7为本发明中协议二数据报文格式对应的协议二数据字节或控制字符排列示意图；
图8为本发明中实施例提取的净荷数据和通道信息无错示意图；
图9为本发明中实施例提取的净荷数据和通道信息有错示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施例对本发明做出详细的说明。
如图1所示，本发明提供的不同协议报文转换装置包括第一XAUI器件01、协议一净荷抽取器件02、净荷协议二成帧器件04以及协议二净荷抽取器件05、净荷协议一成帧器件03、第二XAUI器件06。
第一XAUI器件01用于去除链路偏差、补偿时钟差异，将从第一收发器件(例如ASIC器件即专用集成电路器件)的XAUI接收的协议一报文数据流解码为第一数据字节或控制字符；协议一净荷抽取器件02用于抽取所述第一数据字节或控制字符中净荷数据和通道信息；净荷协议二成帧器件04用于将所述净荷数据和通道信息按照协议二的数据报文格式组帧，输出第二数据字节或控制字符；第二XAUI器件06用于将所述第二数据字节或控制字符编码为协议二报文数据流输出到各链路中；
第二XAUI器件06用于去除链路偏差、补偿时钟差异，将从第二收发器件(例如ASIC器件即专用集成电路器件)的XAUI接收的协议二报文数据流解码为第二数据字节或控制字符；协议二净荷抽取器件05用于抽取所述第二数据字节或控制字符中净荷数据和通道信息；净荷协议一成帧器件03用于将所述净荷数据和通道信息按照协议一的数据报文格式组帧，输出第一数据字节或控制字符；第一XAUI器件01用于将所述第一数据字节或控制字符编码为协议一报文数据流输出到各链路中。
本发明提供的不同协议报文转换的方法，具体如下：
通过第一XAUI器件去除协议一报文数据流的链路偏差、补偿时钟差异，并将从第一收发器件的XAUI接收的协议一报文数据流解码为第一数据字节或控制字符；在协议一净荷抽取器件对所述第一数据字节或控制字符进行净荷数据和通道信息抽取；净荷协议二成帧器件将所述净荷数据和通道信息按照协议二的数据报文格式进行组帧，输出第二数据字节或控制字符；该第二数据字节或控制字符经第二XAUI器件编码为协议二报文数据流输出到各链路中，实现协议一报文向协议二报文的转换；
通过第二XAUI器件去除协议二报文数据流链路偏差、补偿时钟差异，并将从第二收发器件的XAUI接收的协议二报文数据流解码为第二数据字节或控制字符；在协议二净荷抽取器件对所述第二数据字节或控制字符进行净荷数据和通道信息抽取；净荷协议一成帧器件将所述净荷数据和通道信息按照协议一的数据报文格式进行组帧，输出第一数据字节或控制字符；该第一数据字节或控制字符经第一XAUI器件编码为协议一报文数据流输出到各链路中，实现协议二报文向协议一报文的转换。
本发明提供的不同协议报文转换的方法及装置通过对初始报文中净荷数据和通道信息的提取，并重新组成与目的专用集成电路器件的XAUI协议相同的帧，实现了不同协议数据报文的转换，从而使得不同芯片的业务接口得以互通，增加方案的可选性，同时可以降低成本，实现利益最大化。
下面通过具体实施例对本发明进行具体说明。
图4为通过XAUI接口传送的一种协议数据报文帧结构，简称为协议一数据报文格式，图中显示了空闲帧(IPG)、帧开始字节(/S/)、前导字节(PREAMBLE)、定界字节(SFD)、VLAN标签的字节(VLAN tag)、净荷数据(Payload)、VLAN标签字节和净荷数据的CRC32帧校验字节(FCS)。图5为通过XAUI接口传送的另一种协议数据报文帧结构，简称为协议二数据报文格式，图中显示了空闲帧(IPG)、帧开始字节(/S/)、通道信息字节(CHANNEL)、净荷数据(Payload)、BIP8帧校验字节(FCS)。
以上两种报文净荷数据相同，而最小帧间隔长度、前导以及用于识别通道的字节和帧校验方式均不同。
在协议一数据报文格式中，定义的最小帧间隔长度为8个字节、1个起始特征字节、6个前导字节、1个定界字节；在协议二数据报文格式中，定义的最小帧间隔长度为5个字节、1个起始特征字节。
在协议一数据报文格式中，用于识别通道信息的字节采用802.1Q中虚拟局域网(VLAN)标签域的格式，共4个字节，并定义为2字节的0X8100；3比特的用户优先级；1比特的帧格式指示以及12比特的VLAN标识符(ID)。应用中将3比特的优先级固定为0，1比特的帧格式指示固定为0，12比特的VLAN ID高4比特固定为0，低8比特用来识别通道号；协议二数据报文格式直接采用一字节的通道信息字节来识别通道号。
在协议一数据报文格式中，采用对帧定界字节后与帧尾校验字节前所有数据字节进行32位循环冗余校验(CRC32)；协议二数据报文格式采用对帧起始特征字节与校验字节前所有数据字节进行BIP8校验。
图6为协议一数据报文格式对应的协议一数据字节或控制字符排列示意图，该数据帧由控制信号packet1_ctln和数据packet1_data组成，且数据字节排列顺序为低位字节在前。结合图2报文的净荷数据和通道信息抽取流程图，在协议一净荷抽取器件中，对XAUI接口输入的协议一数据报文帧进行净荷数据和通道信息抽取具体步骤如下：
步骤A11、通过搜索协议一数据报文帧的帧起始特征字节来定位帧的起始位置，即图4中的/S/，帧起始特征字节通过packet1_ctl0和packet1_data[7:0]或者packet1_ctl4和packet1_data[39:32]的数据组合来确定，当出现数据控制信号packet1_ctl0或packet1_ctl4为高电平，相应的数据字节packet1_data[7:0]或packet1_data[39:32]为0xFB时，指示该数据位置为协议一数据报文帧的起始位置，在数据控制信号为逻辑高电平时，该数据字节为其帧起始特征字节，图6中帧起始特征字节通过packet1_ctl0和packet1_data[7:0]数据组合指示的。
步骤A12、判断紧邻帧起始特征字节的是否是界定字节，如果是界定字节，则执行步骤A13；否则执行步骤A14；即图4中的PREAMBLE+SFD字段为前导及界定字节。
步骤A13、判断界定字节是否正常，如果正常，则执行步骤A14；否则执行步骤A18；即查看图6中PREAMBLE+SFD的7字节数据是否为0x55、0x55、0x55、0x55、0x55、0x55、0xD5，且对应数据控制信号为低电平，此时为正常。
步骤A14、判断下个字节是否是帧尾特征字节即图4中的/T/，如果是帧尾特征字节，则执行步骤A18；否则执行步骤A15；在图6当数据为0xFD，且其相应数据控制信号为高电平时，指示该数据位置为协议一数据报文帧的帧尾位置，即帧尾特征字节，标识该数据帧的结尾，此时需要开始下协议一数据报文帧的提取；如果不是帧尾特征字节，则需要提取协议一数据报文定界字节后与帧尾字节前的数据字节信息。
步骤A15、提取该协议数据报文起始界定字节和帧尾特征字节之间数据字节；如图4所示，提取的该数据字节包括4字节的VLAN tag、净荷数据和尾部前4字节的校验字节FCS(此图中显示为CRC32校验)。
步骤A16、对提取的数据字节进行相应数据校验(如CRC32校验)、并分离出净荷数据、通道信息；图4中对提取的VLAN标签和净荷数据进行CRC32校验，在对协议一数据报文帧进行分离通道信息时，根据一个简单的规则，选择将4字节VLAN标签中12比特的VLAN ID值的低8比特映射为净荷数据的通道字节信息。
步骤A17、将数据校验结果存在分离出的净荷数据尾部，结束此次净荷数据和通道信息提取；
图8所示为提取的净荷数据和通道信息无错示意图；图9所示提取的净荷数据和通道信息有错示意图，在图8中净荷数据尾部packet_error显示低电平，此时提取的净荷数据和通道信息的校验结果无错；在图9中净荷数据尾部packet_error显示高电平，此时提取的净荷数据和通道信息的校验结果是有错，根据管理要求，校验结果为有错的净荷数据及通道信息可以采用丢弃或者是透传的方式进行传送。
步骤A18、开始后续协议一数据帧提取，执行步骤A11。
图7为协议二数据报文格式对应的协议二数据字节或控制字符排列示意图，该协议二数据报文帧的净荷数据及通道信息的提取与协议一数据报文帧的提取类似，不同之处在于：
图7中无前导及界定字节，直接执行步骤A14，即判断下个字节是否是帧尾特征字节，如果不是帧尾特征字节，则提取起始特征字节和帧尾特征字节之间数据字节；图5、图7中协议二数据报文的通道信息直接采用一字节来识别通道号；在步骤A16中采用BIP8校验。
结合图3本发明中提取的净荷数据和通道信息按照协议目的报文格式进行组帧流程图，在净荷协议二成帧器件中，对从协议一数据报文帧中提取的净荷数据和通道信息按照协议二数据帧报文格式组帧具体步骤如下：
步骤A21、根据协议二数据帧格式要求控制提取的净荷数据数据报文成帧最小间隔；如图5所示，协议二数据帧帧间间隔最小5字节。
步骤A22、输出提取的帧起始特征字节，即图5中的/S/，如图7所示，起始特征字只能在packet2_ctl0和packet2_data[7:0]或者packet2_ctl4和packet2_data[39:32]的数据组合中，且数据控制信号packet2_ctl(0或4)为高电平，数据字节为0xFB。
步骤A23、判断是否输出前导及界定字节；如果输出前导及界定字节，则执行步骤A24；否则执行步骤A25；对于此实施例，协议二数据帧报文格式中是没有前导及界定字节的，所以直接执行步骤A25。
步骤A24、输出所述前导及界定字节；
步骤A25、按照协议二成帧要求输出提取的通道信息字节；即协议一数据帧中VLANID的低8比特值，其作为新组的协议二数据帧的1字节通道信息CHANNEL。
步骤A26、依次输出提取的净荷数据字节；
步骤A27、在输出的净荷数据字节后插入协议二格式相应的校验字节，即1字节的BIP8校验字节，校验从协议二报文格式中的起始特征字节到通道净荷数据报文结束间的数据。
步骤A28、最后输出帧尾特征字节，即图5中的/T/，按照协议二的数据报文格式组帧结束，如图7所示。
步骤A29、开始下一协议净荷数据成帧，执行步骤A21。
对于实施例，在净荷协议一成帧器件中，将从协议二数据帧报文中提取的净荷数据和通道信息按照协议一数据帧报文格式组帧，与上述组帧流程类似，不同之处在于：
需要控制协议一数据帧帧间间隔最小为8字节；因为协议一数据帧报文格式中含有前导及定界字节，所以需要帧起始特征字节后插入6字节的0x55和1字节的0xD5；按照协议一数据帧报文格式，将提取的1字节通道信息以VLAN标签字节形式输出，VLAN标签字节采用802.1Q中VLAN标签域的格式，将3比特的优先级固定为0，1比特的帧格式指示固定为0，12比特的VLAN ID高4比特固定为0，VLAN ID的低8比特对应协议二数据帧的1字节通道信息；再插入与协议一数据帧对应的4字节CRC32校验字节，校验从协议一数据帧报文格式中的VLAN标签字节到通道净荷数据报文结束，最后插入帧尾特征字，按照协议一的数据报文格式组帧结束，如图7所示。
本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (5)
1.实现不同协议报文转换的方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过第一XAUI器件去除链路偏差、补偿时钟差异，并将从第一收发器件的XAUI接收的协议一报文数据流解码为第一数据字节或控制字符；在协议一净荷抽取器件对所述第一数据字节或控制字符进行净荷数据和通道信息抽取；净荷协议二成帧器件将所述净荷数据和通道信息按照协议二的数据报文格式进行组帧，组成与目的专用集成电路器件的XAUI协议相同的帧，输出第二数据字节或控制字符；第二XAUI器件将第二数据字节或控制字符编码为协议二报文数据流输出，实现协议一报文向协议二报文的转换；
通过第二XAUI器件去除链路偏差、补偿时钟差异，并将从第二收发器件的XAUI接收的协议二报文数据流解码为第二数据字节或控制字符；在协议二净荷抽取器件对所述第二数据字节或控制字符进行净荷数据和通道信息抽取；净荷协议一成帧器件将所述净荷数据和通道信息按照协议一的数据报文格式进行组帧，组成与目的专用集成电路器件的XAUI协议相同的帧，输出第一数据字节或控制字符；第一XAUI器件将第一数据字节或控制字符编码为协议一报文数据流输出，实现协议二报文向协议一报文的转换。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在进行净荷数据和通道信息抽取时，同时对其进行校验，并将校验结果在抽取出的净荷数据尾部进行指示；
所述校验结果包括无错和有错；校验结果为有错的净荷数据和通道信息采用丢弃或者是透传的方式进行传送。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，协议一或协议二报文的净荷数据和通道信息的抽取具体包括以下步骤：
步骤A11、搜索协议一或协议二数据报文帧的帧起始特征字节；
步骤A12、判断紧邻帧起始特征字节的是否是前导及界定字节，如果是前导及界定字节，则执行步骤A13；否则执行步骤A14；
步骤A13、判断前导及界定字节是否正常，如果正常，则执行步骤A14；否则执行步骤A18；
步骤A14、判断下个字节是否是帧尾特征字节，如果是帧尾特征字节，则执行步骤A18；否则执行步骤A15；
步骤A15、提取该协议数据报文界定字节或起始特征字节和帧尾特征字节之间数据字节；
步骤A16、对提取的数据字节进行相应数据校验，并分离出净荷数据、通道信息；
步骤A17、将数据校验结果存在分离出的净荷数据尾部，结束此次净荷数据和通道信息提取；
步骤A18、开始后续协议一或协议二数据帧提取，执行步骤A11。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，按照协议二或协议一的数据报文格式进行组帧，具体包括以下步骤：
步骤A21、根据协议二、协议一格式要求控制提取的净荷数据数据报文成帧最小间隔；
步骤A22、输出提取的帧起始特征字节；
步骤A23、判断是否输出前导及界定字节；如果输出前导及界定字节，则执行步骤A24；否则执行步骤A25；
步骤A24、输出所述前导及界定字节；
步骤A25、按照协议二、协议一成帧要求输出提取的通道信息字节；
步骤A26、输出提取的净荷数据字节；
步骤A27、在净荷数据字节后插入协议二、协议一格式相应的校验字节，校验帧起始特征字节到净荷数据字节结束间的数据；
步骤A28、最后输出帧尾特征字节，按照协议二或协议一的数据报文格式组帧结束；
步骤A29、开始下一协议净荷数据成帧，执行步骤A21。
5.实现不同协议报文转换的装置，其特征在于，包括第一XAUI器件、协议一净荷抽取器件、净荷协议二成帧器件以及协议二净荷抽取器件、净荷协议一成帧器件、第二XAUI器件；
所述第一XAUI器件用于去除链路偏差、补偿时钟差异，将从第一收发器件的XAUI接收的协议一报文数据流解码为第一数据字节或控制字符；所述协议一净荷抽取器件用于抽取所述第一数据字节或控制字符中净荷数据和通道信息；所述净荷协议二成帧器件用于将所述净荷数据和通道信息按照协议二的数据报文格式组帧，组成与目的专用集成电路器件的XAUI协议相同的帧，输出第二数据字节或控制字符；所述第二XAUI器件用于将所述第二数据字节或控制字符编码为协议二报文数据流输出；
所述第二XAUI器件用于去除链路偏差、补偿时钟差异，将从第二收发器件的XAUI接收的协议二报文数据流解码为第二数据字节或控制字符；所述协议二净荷抽取器件用于抽取所述第二数据字节或控制字符中净荷数据和通道信息；所述净荷协议一成帧器件用于将所述净荷数据和通道信息按照协议一的数据报文格式组帧，组成与目的专用集成电路器件的XAUI协议相同的帧，输出第一数据字节或控制字符；所述第一XAUI器件用于将所述第一数据字节或控制字符编码为协议一报文数据流输出。
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