CN105490963B - 一种网络节点多业务数据的发送调度方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种网络节点多业务数据的发送调度方法，通过单级调度，达到缩短调度时间和保证数据间时序关系的目的。本发明的实现过程包括：1)发送数据优先级FIFO组储存发送数据的优先级，其中的每一个FIFO都对应于一类发送数据；2)优先级寄存器组根据有效的发送优先级FIFO的内容设置组内各元素的值；3)选出优先级寄存器组中优先级最高的有效行，将其存入优先级请求寄存器中；4)以优先级请求寄存器为输入，采用R‑R调度器得出调度结果，并写入调度结果FIFO中；同时，向对应的发送数据优先级FIFO发出读清除信号。本发明调度时间短、节省片内缓存的使用，并最大限度的保证发送数据间的时序关系。

Description

一种网络节点多业务数据的发送调度方法及系统
技术领域
本发明涉及一种发送调度方法，特别涉及一种网络节点多业务数据的发送调度方法。
背景技术
在网络通信领域，发送调度方法决定了数据发送的延迟及时序关系等关键性能。目前的网络节点，不同来源的多业务数据发送一般采用两级调度方法，首先分别在同一来源的数据组内进行一次调度，并按照调度结果将发送数据读入与来源对应的片内缓存中，然后再对片内缓存中的数据进行调度，得到最终的调度结果。该方法虽然能够实现数据的发送调度功能，但存在调度耗时较长而且会破坏数据间时序关系的不足。
发明内容
本发明提供一种网络节点多业务数据的发送调度方法，达到缩短调度时间和保证数据间时序关系的目的。
为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：
一种网络节点多业务数据的发送调度方法，包括以下步骤：
1)发送数据优先级FIFO组储存发送数据的优先级，其中的每一个FIFO 都对应于一类发送数据；
2)优先级寄存器组根据有效的发送优先级FIFO的内容设置组内各元素的值；
3)选出优先级寄存器组中优先级最高的有效行，将其存入优先级请求寄存器中；
4)当优先级请求寄存器有效时，以优先级请求寄存器为输入，采用R-R 调度器得出调度结果，并写入调度结果FIFO中；同时，向对应的发送数据优先级FIFO发出读清除信号。
本发明是采用优先级调度状态机控制整个发送调度过程，优先级调度状态机共有S0、S1、S2、S3和S4五种状态，状态转移流程为：
初始时，优先级调度状态机处于S0状态；
当优先级请求寄存器有效时，产生使能信号，启动R-R调度器，跳转到 S1状态；
跳转到S2状态，匹配R-R调度器的工作时序；
产生调度结果FIFO写使能信号，跳转到S3状态；
根据R-R调度器的输出结果，向对应的发送数据优先级FIFO发出读清除信号，跳转到S4状态；
优先级调度状态机检测到调度结果FIFO未满时，跳转到S0状态。
实现以上调度方法的系统，主要包括
发送数据优先级FIFO组，用于储存发送数据的优先级，其中的每一个发送数据优先级FIFO都对应于一类发送数据；
发送数据使能寄存器，其每一位对应一个发送数据优先级FIFO，通过设置发送数据使能寄存器每一位的值来控制对应的发送数据优先级FIFO是否有效；
优先级寄存器数组，为一个二维寄存器组，每行对应一个优先级，每列对应一个发送数据优先级FIFO；
优先级请求寄存器、用于储存优先级寄存器组中表示最高优先级的有效行；
优先级调度状态机，用于控制整个发送调度过程，包括使能R-R (Round-Robin)调度器、产生调度结果FIFO写使能信号、在调度结果FIFO 写入调度结果的同时向相应的发送数据优先级FIFO发出读清除信号；
R-R(Round-Robin)调度器，以优先级请求寄存器为输入，运算得出调度结果，即选中的发送数据优先级FIFO对应的序号，将其写入调度结果FIFO 中；以及
调度结果FIFO，用于存储调度结果。
上述发送数据优先级FIFO组优选First-Word Fall-Through类型的 FIFO。
本发明的有益效果是：
a)调度时间短。减少了一级调度，节省调度时间；
b)最大限度的保证发送数据间的时序关系。所有发送数据均在读入片内前参加调度，不需要等待读入后再调度，可以有效避免因不同接口读入速率差异造成的发送数据间时序混乱的情况；
c)节省片内缓存的使用。所有发送数据按照调度结果依序从片外读入，仅需一组缓存即可，不需要再为每一类发送数据设置单独的缓存。
附图说明
图1是本发明的系统结构示意图；
图2是本发明中优先级调度状态机的状态转移示意图；
图3是本发明的工作流程示意图；
具体实施方式
如图1所示，发送数据使能寄存器的每一位对应一个发送数据优先级 FIFO，通过设置发送数据使能寄存器每一位的值来控制对应的FIFO是否有效；发送数据优先级FIFO组使用First-Word Fall-Through类型的FIFO，用来储存发送数据的优先级，其中的每一个FIFO都对应于一类发送数据；优先级寄存器组为一个二维寄存器组，每行对应一个优先级，每列对应一个发送优先级FIFO，当某一类数据对应的发送优先级FIFO有效时，即可根据优先级将对应的元素置为有效；优先级请求寄存器用于储存优先级寄存器组中表示最高优先级的有效行；优先级调度状态机控制整个发送调度过程；R-R 调度器按照Round-Robin算法从输入的表示最高优先级的有效行(包含一个或多个元素)中选出一个元素(代表应当发送的数据)，其调度结果表示哪一个发送数据优先级FIFO被选中；调度结果FIFO用于存储调度产生的结果，其存储的内容为选出的发送数据优先级FIFO对应的序号。
以下给出一个实例并结合图1-图3，对本发明再作具体介绍。
1)发送数据使能寄存器
发送数据使能寄存器是1个32bit的寄存器，每一位对应一个发送数据优先级FIFO，在本例中共有5类数据参与调度，因此低5位有效，需要使能某一类数据的数据优先级FIFO时就将对应位置1。
2)发送优先级FIFO组
发送数据优先级FIFO组用来储存发送数据的优先级，其中的每一个FIFO 都对应于一类发送数据，在本例中共有5个FIFO，均为宽度为3，深度为16 的First-Word Fall-Through模式的FIFO。
3)优先级寄存器组
优先级寄存器组为一个二维寄存器组，每列对应一个发送优先级FIFO，每行对应一个优先级，则所有元素与具有某一优先级的某一类发送数据一一对应，在本例中该优先级寄存器组由5个5bit的寄存器组成，当某一类数据对应的发送优先级FIFO有效时，即可根据优先级将对应的元素置为1。
4)优先级请求寄存器
优先级请求寄存器用于储存优先级寄存器组中表示最高优先级的有效行，在本例中为1个5bit的寄存器，存储优先级寄存器组中优先级最高的非 0行。
5)优先级调度状态机
优先级调度状态机控制整个发送调度过程，包括S0、S1、S2、S3和S4 五种工作状态，其工作流程为：
a.初始时，优先级调度状态机处于S0状态；
b.当优先级请求寄存器有效时(本例中即优先级请求寄存器不为0)，产生使能信号，启动R-R调度器，跳转到S1状态；
c.跳转到S2状态(考虑到R-R调度器占用一定工作时间，因此需要安排时序予以匹配)；
d.产生调度结果FIFO写使能信号，跳转到S3状态；
e.根据R-R调度器的输出结果，向对应的发送数据优先级FIFO发出读清除信号，跳转到S4状态；
f.优先级调度状态机检测到调度结果FIFO未满时，跳转到S0状态。
6)R-R调度器
R-R调度器按照Round-Robin算法从多个输入中选出应当发送的数据，其调度结果表示哪一个发送数据优先级FIFO被选中；当优先级调度状态机处于 S0状态且优先级请求寄存器不为0时，以优先级请求寄存器的值为输入，启动R-R调度器，按照R-R算法，从输入中选出结果，并将其转换为对应发送数据优先级FIFO的序号输出。
7)调度结果FIFO
调度结果FIFO用于存储调度产生的结果，其存储的内容为选出的发送数据优先级FIFO的序号，使用一个宽度为3，深度为16的标准FIFO实现。

Claims (4)

1.一种网络节点多业务数据的发送调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)发送数据优先级FIFO组储存发送数据的优先级，其中的每一个FIFO存储器都对应于一类发送数据；发送数据使能寄存器的每一位对应一个发送数据优先级FIFO存储器，通过设置发送数据使能寄存器每一位的值来控制对应的FIFO存储器是否有效；
2)优先级寄存器组根据有效的发送数据优先级FIFO存储器的内容设置组内各元素的值；优先级寄存器组为一个二维寄存器组，每行对应一个优先级，每列对应一个发送数据优先级FIFO存储器；
3)选出优先级寄存器组中优先级最高的有效行，将其存入优先级请求寄存器中；
4)当优先级请求寄存器有效时，以优先级请求寄存器为输入，采用R-R(Round-Robin)调度器得出调度结果，并写入调度结果FIFO存储器中；同时，向对应的发送数据优先级FIFO存储器发出读清除信号。
2.根据权利要求1所述的发送调度方法，其特征在于：采用优先级调度状态机控制整个发送调度过程，优先级调度状态机共有S0、S1、S2、S3和S4五种状态，状态转移流程为：
初始时，优先级调度状态机处于S0状态；
当优先级请求寄存器有效时，产生使能信号，启动R-R(Round-Robin)调度器，跳转到S1状态；
跳转到S2状态，匹配R-R(Round-Robin)调度器的工作时序；
产生调度结果FIFO存储器写使能信号，跳转到S3状态；
根据R-R(Round-Robin)调度器的输出结果，向对应的发送数据优先级FIFO存储器发出读清除信号，跳转到S4状态；
优先级调度状态机检测到调度结果FIFO存储器未满时，跳转到S0状态。
3.一种网络节点多业务数据的发送调度系统，其特征在于：包括
发送数据优先级FIFO组，用于储存发送数据的优先级，其中的每一个发送数据优先级FIFO存储器都对应于一类发送数据；
发送数据使能寄存器，其每一位对应一个发送数据优先级FIFO存储器，通过设置发送数据使能寄存器每一位的值来控制对应的发送数据优先级FIFO存储器是否有效；
优先级寄存器数组，为一个二维寄存器组，每行对应一个优先级，每列对应一个发送数据优先级FIFO存储器；
优先级请求寄存器、用于储存优先级寄存器组中表示最高优先级的有效行；
优先级调度状态机，用于控制整个发送调度过程，包括使能R-R(Round-Robin)调度器、产生调度结果FIFO存储器写使能信号、在调度结果FIFO存储器写入调度结果的同时向相应的发送数据优先级FIFO存储器发出读清除信号；
R-R(Round-Robin)调度器，以优先级请求寄存器为输入，运算得出调度结果，即选中的发送数据优先级FIFO存储器对应的序号，将其写入调度结果FIFO存储器中；以及
调度结果FIFO存储器，用于存储调度结果。
4.根据权利要求3所述的网络节点多业务数据的发送调度系统，其特征在于：所述发送数据优先级FIFO组使用First-Word Fall-Through类型的FIFO存储器。
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