CN105376129B - 一种1394总线事务层-链路层数据包发送电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种1394总线事务层‑链路层数据包发送电路及方法，电路包括异步发送数据缓存区管理模块、异步发送调度控制模块、异步发送FIFO缓存管理模块、等时发送数据缓存区管理模块、等时发送调度控制模块、等时发送FIFO缓存管理模块以及控制与寄存器管理模块。采用自动管理发送数据缓冲区、实时监控发送数据通道数据包是否出现错误以及兼容通讯数据的异步和等时传输机制。本发明解决了1394总线串行通信中数据丢失和不稳定的技术问题，本发明能够实现在大批量数据传输时，可以有效满足应用中通信的实时性和可靠性的要求，有强大的容错性，避免故障蔓延，提高系统工作的效率和资源的利用率。

Description

一种1394总线事务层-链路层数据包发送电路及方法

技术领域

本发明属于计算机硬件控制领域，涉及种1394总线事务层-链路层数据包发送电路及方法。

背景技术

Mil-1394总线作为新一代机载高速总线，主要用于机载子系统内部互联和子系统之间的数据交互，支持异步传输和等时传输方式，按照通信层次划分可分为应用层、事务层、传输层、链路层和物理层。其中事务层负责完成1394总线数据通讯时事务层与链路层之间的一些读、写请求事务和锁定事务等功能数据包的处理发送。在不同的传输速率模式下，IEEE1394协议限定了数据包的最大传输长度，如何保证在大批量超长数据包传输过程中数据包传输的正确性、完整性和可靠性要求，是事务层有效数据通信的关键问题。

发明内容

为了解决了1394总线串行通信中数据丢失和不稳定的技术问题，本发明提供一种1394总线事务层-链路层数据包发送电路，采用自动管理发送数据缓冲区、实时监控发送数据通道数据包是否出现错误以及兼容通讯数据的异步和等时传输机制。用以实现在大批量数据传输时，可以有效满足应用中通信的实时性和可靠性的要求，有强大的容错性，避免故障蔓延，提高系统工作的效率和资源的利用率。

本发明的技术方案：

一种1394总线事务层-链路层数据包发送电路，其特殊之处在于：包含异步发送数据缓存区管理模块1、异步发送调度控制模块2、异步发送FIFO缓存管理模块3、等时发送数据缓存区管理模块4、等时发送调度控制模块5、等时发送FIFO缓存管理模块6以及控制与寄存器管理模块7，

异步发送数据缓存区管理模块1包括异步数据缓存双口DPRAM和异步索引信息FIFO，所述异步数据缓存双口DPRAM用于接收1394总线事务层配置的用于1394总线传输的各种异步数据包并存储，同时将每一个异步数据包实际的缓存位置作为其对应的索引信息填写到异步索引信息FIFO中缓存，并将该异步数据包的起始地址填入到控制与寄存器管理模块7中；异步索引信息FIFO用于缓存异步数据包的索引信息；

异步发送调度控制模块2根据控制与寄存器管理模块7对异步发送的异步数据包的索引信息，从异步发送数据缓存区管理模块1调度出对应的异步数据包，并对该异步数据包格式的进行检测，如果是符合1394协议规定的数据包格式，则将该异步数据包发送至异步发送FIFO缓存管理模块3，否则进行丢弃操作处理，将调度结果反馈给控制与寄存器管理模块7；异步发送FIFO缓存管理模块3接收来自异步发送调度控制块2的异步数据包，同时处理事务层异步发送通道与链路层之间的跨时钟域信号；

等时发送数据缓存区管理模块4包括等时数据缓存双口DPRAM和等时索引信息FIFO，所述等时数据缓存双口DPRAM用于接收接收1394总线事务层配置的用于1394总线传输的各种等时数据包并存储，同时将每一个等时数据包实际的缓存位置作为其对应的索引信息填写到等时索引信息FIFO中缓存，并将该等时数据包的起始地址填入到控制与寄存器管理模块7中；等时索引信息FIFO用于缓存等时数据包的索引信息，将调度结果反馈给控制与寄存器管理模块7；

等时发送调度控制模块5根据控制与寄存器管理模块7对等时发送的等时数据包的索引信息，从等时发送数据缓存区管理模块4调度出对应的等时数据包，并对该等时数据包格式的进行检测，如果是符合1394协议规定的数据包格式，则将该等时数据包发送至等时发送FIFO缓存管理模块6，否则进行丢弃操作处理；

等时发送FIFO缓存管理模块6接收来自等时发送调度控制模块5的等时数据包，同时处理事务层等时发送通道与链路层之间的跨时钟域信号；

控制与寄存器管理模块7监控异步索引信息FIFO和等时索引信息FIFO的空满状态，根据来自异步发送调度控制模块2的调度结果计算异步数据包发送个数和丢弃个数；根据来自等时发送调度控制模块5的调度结果计算等时数据包的发送个数和丢弃的个数；存储来自异步发送数据缓存区管理模块1的异步数据包的起始地址，存储来自等时发送数据缓存区管理模块4等时数据包的起始地址。

一种1394总线事务层-链路层数据包发送方法，包括以下步骤：

1)系统总线复位，1394总线事务层根据通信需求，组织或拆分待需要发送链路层的数据包，如果是异步数据包，则执行步骤2)；如果是等时数据包，则执行步骤6)；

2)接收1394总线事务层配置的用于1394总线传输的各种异步数据包并存储，同时将每一个异步数据包实际的缓存位置作为其对应的索引信息填写到异步索引信息FIFO中缓存，并将该异步数据包的起始地址填入到控制与寄存器管理模块7中；

3)监控异步索引信息FIFO的空满状态：

若为非空，则执行步骤4)；

若为空，则执行步骤1)；

4)异步调度：

4.1)读取异步索引信息FIFO中的异步索引信息，并进行解析，得到对应的异步数据包的具体存储地址、分帧数量和分帧大小；

4.2)根据具体存储地址、分帧数量和分帧大小读取对应的异步数据包，并进行格式判断：

如果是符合1394协议规定的数据包格式，则将该异步数据包发送至异步发送FIFO缓存管理模块3；

否则进行丢弃操作处理；同时将调度结果反馈给控制与寄存器管理模块(7)；

5)异步发送：

异步发送FIFO缓存管理模块3处理事务层异步发送通道与链路层之间的跨时钟域信号后，将异步数据包发送给链路层；

6)接收1394总线事务层配置的用于1394总线传输的各种等时数据包并存储，同时将每一个等时数据包实际的缓存位置作为其对应的索引信息填写到等时索引信息FIFO中缓存，并将该等时数据包的起始地址填入到控制与寄存器管理模块7中；

7)监控等时索引信息FIFO的空满状态：

若为非空，则执行步骤8)；

若为空，则执行步骤6)；

8)等时调度：

8.1)读取等时索引信息FIFO中的异步索引信息，并进行解析，得到对应的异步数据包的具体存储地址、分帧数量和分帧大小；

8.2)根据具体存储地址、分帧数量和分帧大小读取对应的等时数据包，并进行格式判断：

如果是符合1394协议规定的数据包格式，则将该等时数据包发送至等时发送FIFO缓存管理模块6；否则进行丢弃操作处理，同时将调度结果反馈给控制与寄存器管理模块7；

9)等时发送：

等时发送FIFO缓存管理模块6处理事务层异步发送通道与链路层之间的跨时钟域信号后，将异步数据包发送给链路层。

异步发送时的调度结果包括错误数据包的存储地址、错误原因和异步发送状态；

等时发送时的调度结果包括错误数据包的存储地址、错误原因和等时发送状态。

本发明具有的优点效果：

1、本发明的一种1394总线事务层-链路层数据包发送电路及方法，适用于事务层大批量数据传输实时有效传输，可以有效满足应用中通信的实时性和可靠性的要求，有效的解决了1394总线串行通信中数据丢失和不稳定的问题。

2、在1394通信极限情况总线出现数据错误时，包括数据包头中发送包的速度SPD，数据包长度与实际长度不一致，可正确判断并丢弃该错误包，锁存当前出错数据包在主存区中的具体位置，并上报相关类型的中断给主机软件进行查询处理，避免故障蔓延，提高系统工作的效率和资源的利用率。

附图说明

图1为本发明的电路结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地表述。显然，所表述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

下面结合具体实施例和附图对本发明的技术方案做进一步详细描述，请参阅图1。

一种1394总线事务层-链路层数据包发送电路，包含异步发送数据缓存区管理模块，异步发送调度控制模块，异步发送FIFO缓存管理模块，等时发送数据缓存区管理模块，等时发送调度控制模块，等时发送FIFO缓存管理模块，控制与寄存器管理模块。所述异步发送数据缓存区管理模块、等时发送数据缓存区管理模块和控制与寄存器管理模块的输入端与PLB(Processor Local Bus，处理器局部总线)接口的输出端口相连接；异步发送数据缓存区管理模块的输出端口与异步发送调度控制模块的输入端口相连接；异步发送调度控制模块的输出端口与异步发送FIFO缓存管理模块的输入端口相连接；等时发送数据缓存区管理模块的输出端口与等时发送调度控制模块的输入端口相连接；等时发送调度控制模块的输出端与等时发送FIFO缓存管理模块的输入端口相连接；异步发送FIFO缓存管理模块和等时发送FIFO缓存管理模块的输出端口与链路层模块的输入端口相连接。

异步发送数据缓存区管理模块，根据1394总线网络系统需求，用于存储上层应用软件组织拆分的待发送的各种异步通信数据包，其中包含帧索引信息FIFO和数据包缓存区，由双端口DPRAM实现，大小分别为128KB(根据具体应用需求也可继续扩展)，主机端一侧可以通过PLB总线接口进行单拍或BURST操作进行访问，本发明电路中连接通用事务层一侧采用32bit数据位进行访问。

异步发送调度控制模块，根据当前上层应用软件对异步发送通道的使能情况，异步发送调度控制逻辑不断检测发送链头队列FIFO的状态，只要链头队列FIFO不空，则异步发送调度控制逻辑进行数据搬运，从异步发送数据缓存区调度出正确的数据包，并进行数据包的错误检测处理，如果是符合发送要求的数据包，则将链表对应的数据包从数据缓冲区内搬运至数据包异步发送FIFO缓存中。如果是错误的数据包则进行丢弃操作处理。

异步发送FIFO缓存管理模块，用于暂存事务层发往链路层的数据包，事务层与链路层之间传递跨时钟的数据总线信号，是通过异步FIFO完成的。即用于异步、等时发送的FIFO都是异步FIFO(读写时钟没有固定的相位、频率关系)。异步发送FIFO的实际有效数据位宽是33位，等时发送FIFO的实际有效数据位宽是34位为了更好的资源复用和有利兼容性，异步发送和等时发送FIFO的数据位宽是34位。两个发送FIFO的深度都为16。

等时发送数据缓存区管理模块，根据1394总线网络系统需求，用于存储等时发送通道待发送数据的存储，由双端口DPRAM实现，大小分别为128KB(也可以扩展)，主机端一侧可以通过PLB总线接口进行单拍或BURST操作进行访问，本发明电路中连接通用事务层一侧采用32bit数据位进行访问。

等时发送调度控制模块，根据当前上层应用软件对等时发送通道的使能情况，等时发送调度控制逻辑不断检测发送链头队列FIFO的状态，只要链头队列FIFO不空，则等时发送调度控制逻辑进行数据搬运，从等时发送数据缓存区调度出正确的数据包，并进行数据包的错误检测处理，如果是符合发送要求的数据包，则将链表对应的数据包从数据缓冲区内搬运至数据包等时发送FIFO缓存中；如果是错误的数据包则进行丢弃操作处理。

等时发送FIFO缓存管理模块，用于暂存事务层发往链路层的等时数据包，同理异步发送FIFO缓存管理模块，等时发送FIFO有效数据位宽是34位，深度都为16，同时负责等时发送相关的跨时钟域信号(数据、控制)都是信号处理。

控制与寄存器管理模块，主要实现通道管理、异步发送通道和等时发送通道的过程控制以及给主机提供相应通道过程状态信息。

一种1394总线事务层-链路层数据包发送的方法，包括以下步骤：

步骤1、系统总线复位，1394总线传输层应用软件根据通信需求，组织或拆分待需要发送链路层的数据包，并将数据包内容存储在异步或等时发送缓冲区中，并将每一个数据包实际存储的缓存位置分别作为该数据包的各小分帧的索引信息(即一个数据包对应一个索引信息)填写到帧索引信息FIFO中缓存，并将异步或等时发送发送通道起始地址填入到寄存器模块中；

步骤2、判断异步或等时数据通道的发送使能和帧索引信息FIFO的缓冲区是否为“非空”，如果发送使能打开且帧索引信息FIFO“非空”则读取FIFO中相应的数据帧地址索引信息；

步骤3、异步或等时发送调度控制模块根据步骤2中得到的地址索引信息发送通道配置的起始地址值，查找调度相应的异步或等时数据包缓存区中的数据包；

步骤4、对步骤3中调度的数据包进行包格式检测处理，如果有错误异常，则通过设置中断寄存器相应位上报给主机软件，另外采取设置中断状态标志位，错误包计数器加1等方式供主机软件进行错误查询处理；否则，则将正确数据包发送到相应的异步或等时数据FIFO进行缓存；

步骤5、链路层根据异步或等时发送数据包的缓存FIFO的“空”或“满”情况以及链路层当前的发送通路空闲情况进行数据包的发送处理。

本发明提供的一种1394总线事务层-链路层数据包发送电路及方法，适用于事务层大批量数据传输实时有效传输，可以有效满足应用中通信的实时性和可靠性的要求，有效的解决了1394总线串行通信中数据丢失和不稳定的问题，在1394通信极限情况总线出现数据错误时，包括数据包头中发送包的速度SPD，数据包长度与实际长度不一致，可正确判断并丢弃该错误包，锁存当前出错数据包在主存区中的具体位置，并上报相关类型的中断给主机软件进行查询处理，避免故障蔓延，提高系统工作的效率和资源的利用率。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种1394总线事务层-链路层数据包发送电路，其特征在于：包含异步发送数据缓存区管理模块(1)、异步发送调度控制模块(2)、异步发送FIFO缓存管理模块(3)、等时发送数据缓存区管理模块(4)、等时发送调度控制模块(5)、等时发送FIFO缓存管理模块(6)以及控制与寄存器管理模块(7)，

异步发送数据缓存区管理模块(1)包括异步数据缓存双口DPRAM和异步索引信息FIFO，所述异步数据缓存双口DPRAM用于接收1394总线事务层配置的用于1394总线传输的各种异步数据包并存储，同时将每一个异步数据包实际的缓存位置其对应的索引信息填写到异步索引信息FIFO中缓存，并将该异步数据包的起始地址填入到控制与寄存器管理模块(7)中；异步索引信息FIFO用于缓存异步数据包的索引信息；

异步发送调度控制模块(2)根据控制与寄存器管理模块(7)对异步发送的异步数据包的索引信息，从异步发送数据缓存区管理模块(1)调度出对应的异步数据包，并对该异步数据包格式的进行检测，如果是符合1394协议规定的数据包格式，则将该异步数据包发送至异步发送FIFO缓存管理模块(3)，否则进行丢弃操作处理，将调度结果反馈给控制与寄存器管理模块(7)；异步发送FIFO缓存管理模块(3)接收来自异步发送调度控制块(2)的异步数据包，同时处理事务层异步发送通道与链路层之间的跨时钟域信号；

等时发送数据缓存区管理模块(4)包括等时数据缓存双口DPRAM和等时索引信息FIFO，所述等时数据缓存双口DPRAM用于接收接收1394总线事务层配置的用于1394总线传输的各种等时数据包并存储，同时将每一个等时数据包实际的缓存位置作为其对应的索引信息填写到等时索引信息FIFO中缓存，并将该等时数据包的起始地址填入到控制与寄存器管理模块(7)中；等时索引信息FIFO用于缓存等时数据包的索引信息，将调度结果反馈给控制与寄存器管理模块(7)；

等时发送调度控制模块(5)根据控制与寄存器管理模块(7)对等时发送的等时数据包的索引信息，从等时发送数据缓存区管理模块(4)调度出对应的等时数据包，并对该等时数据包格式的进行检测，如果是符合1394协议规定的数据包格式，则将该等时数据包发送至等时发送FIFO缓存管理模块(6)，否则进行丢弃操作处理；

等时发送FIFO缓存管理模块(6)接收来自等时发送调度控制模块(5)的等时数据包，同时处理事务层等时发送通道与链路层之间的跨时钟域信号；

控制与寄存器管理模块(7)监控异步索引信息FIFO和等时索引信息FIFO的空满状态，根据来自异步发送调度控制模块(2)的调度结果计算异步数据包发送个数和丢弃个数；根据来自等时发送调度控制模块(5)的调度结果计算等时数据包的发送个数和丢弃的个数；存储来自异步发送数据缓存区管理模块(1)的异步数据包的起始地址，存储来自等时发送数据缓存区管理模块(4)等时数据包的起始地址。

2.一种1394总线事务层-链路层数据包发送方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、系统总线复位，1394总线事务层根据通信需求，组织或拆分待需要发送链路层的数据包，如果是异步数据包，则执行步骤2)；如果是等时数据包，则执行步骤6)；

2)接收1394总线事务层配置的用于1394总线传输的各种异步数据包并存储，同时将每一个异步数据包实际的缓存位置作为其对应的索引信息填写到异步索引信息FIFO中缓存，并将该异步数据包的起始地址填入到控制与寄存器管理模块(7)中；

3)监控异步索引信息FIFO的空满状态：

若为非空，则执行步骤4)；

若为空，则执行步骤1)；

4)异步调度：

4.1)读取异步索引信息FIFO中的异步索引信息，并进行解析，得到对应的异步数据包的具体存储地址、分帧数量和分帧大小；

4.2)根据具体存储地址、分帧数量和分帧大小读取对应的异步数据包，并进行格式判断：

如果是符合1394协议规定的数据包格式，则将该异步数据包发送至异步发送FIFO缓存管理模块(3)；

否则进行丢弃操作处理；同时将调度结果反馈给控制与寄存器管理模块(7)；

5)异步发送：

异步发送FIFO缓存管理模块(3)处理事务层异步发送通道与链路层之间的跨时钟域信号后，将异步数据包发送给链路层；

6)接收1394总线事务层配置的用于1394总线传输的各种等时数据包并存储，同时将每一个等时数据包实际的缓存位置作为其对应的索引信息填写到等时索引信息FIFO中缓存，并将该等时数据包的起始地址填入到控制与寄存器管理模块(7)中；

7)监控等时索引信息FIFO的空满状态：

若为非空，则执行步骤8)；

若为空，则执行步骤6)；

8)等时调度：

8.1)读取等时索引信息FIFO中的异步索引信息，并进行解析，得到对应的异步数据包的具体存储地址、分帧数量和分帧大小；

8.2)根据具体存储地址、分帧数量和分帧大小读取对应的等时数据包，并进行格式判断：

如果是符合1394协议规定的数据包格式，则将该等时数据包发送至等时发送FIFO缓存管理模块(6)；否则进行丢弃操作处理，同时将调度结果反馈给控制与寄存器管理模块(7)；

9)等时发送：

等时发送FIFO缓存管理模块(6)处理事务层异步发送通道与链路层之间的跨时钟域信号后，将异步数据包发送给链路层。

3.根据权利要求2所述的一种1394总线事务层-链路层数据包发送方法，其特征在于：异步发送时的调度结果包括错误数据包的存储地址、错误原因和异步发送状态；

等时发送时的调度结果包括错误数据包的存储地址、错误原因和等时发送状态。