CN105512005B - 控制/远程节点与总线监控节点同步工作的电路及方法 - Google Patents

控制/远程节点与总线监控节点同步工作的电路及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种控制/远程节点与总线监控节点同步工作的电路及方法。在控制/远程节点接收消息时，总线监控节点也在监控消息。自身节点电路组织发送数据包到链路层DM接口时，同时将此数据返回BM功能单元的接收接口，然后按照BM功能单元功能设计，与从总线上接收的消息一起进行监控，满足监控自身控制/远程节点在总线上传输实际情况的需求。同时DMA请求仲裁单元的引入，可以有效的避免控制/远程节点单元与BM单元竞争。本发明可满足地面仿真设备需求，使单一设备在作为控制/远程节点接收消息时，可与总线监控节点同步工作。

Description

控制/远程节点与总线监控节点同步工作的电路及方法
技术领域
本发明属于计算机硬件技术，涉及一种关于1394总线的控制计算机节点(ControlComputer，CC)/远程节点(RemoteNode，RN)和总线监控(BusMonitor，BM)节点同步工作的设计电路和方法。
背景技术
地面仿真设备要求能够模拟机载设备1394总线控制计算机节点(CC)和远程节点(RN)角色切换功能，同时还需对1394总线传输进行监控，这就要求在同一设备中必须具备控制/远程节点功能可切换，并与总线监控节点同步工作。在控制/远程节点接收消息时，总线监控节点也在监控消息，如何使二者同步工作，目前技术中，没有支持此类问题的解决方法和措施。
发明内容
本发明目的是提供一种控制/远程节点与总线监控节点同步工作的电路及方法，可满足地面仿真设备需求，使单一设备在作为控制/远程节点接收消息时，可与总线监控节点同步工作。
本发明的技术解决方案是：
一种控制/远程节点与总线监控节点同步工作的电路，包括CC/RN功能单元、BM功能单元以及PCIe主机接口单元，其特殊之处是：所述CC/RN功能单元包括AS5643协议处理模块、配置表区、DMA控制以及接收/发送数据缓冲区；所述AS5643协议处理模块用于按照配置表区中配置的信息，完成消息的收发控制；所述配置表区用于存放需要收发消息的配置信息；所述DMA控制用于发起CC/RN功能单元DMA请求，等待搬移至主存；所述BM功能单元包括消息号轮询区、DM接口、FIFO控制、监控管理与状态寄存器、监控状态FIFO、监控数据FIFO；所述DM接口用于接收1394总线消息；所述PCIe主机接口单元包括寄存器接口、DMA数据接口、DMA请求接口、DMA占用仲裁模块以及PCIe总线后端模块；所述寄存器接口与CC/RN功能单元的配置表区及BM功能单元的监控管理与状态寄存器连接；所述DMA数据接口与CC/RN功能单元的接收/发送数据缓冲区和BM功能单元的监控数据FIFO连接；所述DMA占用仲裁模块用于仲裁CC/RN功能单元和BM功能单元的DMA请求；所述DMA请求接口按照DMA占用仲裁模块的仲裁结果，将CC/RN功能单元和BM功能单元的DMA数据发送到PCIe总线后端模块；所述PCIe总线后端模块与寄存器接口以及DMA数据接口连接。
一种控制/远程节点接收消息与总线监控节点同步工作的方法，包括以下步骤：
步骤1：控制/远程节点初始化配置，配置CC或RN自身节点角色以及按周期发送/接收消息属性信息；总线监控节点初始化配置监控过滤条件；所述按周期发送/接收消息属性信息包括发送偏移、消息负载长度和期望发送/接收消息ID；步骤2：等待从1394总线中接收消息；然后数据流一路进入CC/RN功能单元处理，转入步骤3；数据流另一路进入BM功能单元，转入步骤4；
步骤3：CC/RN功能单元提取该消息ID，与期望接收的消息ID比较，如需接收则将该消息存入接收/发送数据缓冲区，DMA控制模块发起CC/RN功能单元DMA请求，等待搬移至主存，转入步骤6；
步骤4：BM功能单元DM接口模块接收消息的同时，从1394链路接收到的消息中提取该消息标识号，并输入消息号轮询单元进行比较，判断当前接收消息是否满足监控条件，如满足则转入步骤5，否则继续等待下条接收消息；
步骤5：FIFO控制将数据从接收/发送数据缓冲区中提出，存入监控数据FIFO中，并将监控消息的状态信息，存入监控状态FIFO中，状态FIFO非“空”即发起BM单元DMA请求，转入步骤6；步骤6：在等待请求状态下如果CC/RN功能单元和BM单元有一个发起DMA请求，则转入步骤7，否则等待；
步骤7：判断请求的发起者，首先判断是否为CC/RN功能单元发起，如果是则转入步骤8，否则转入步骤9；
步骤8：授权CC/RN功能单元启动数据DMA搬移，等待数据搬移完成，检查BM单元是否有请求，如果是则转入步骤7，否则回到等待接收消息状态；
步骤9：授权BM功能单元启动数据DMA搬移，等待BM功能单元数据搬移完成，回到等待接收消息状态。
一种控制/远程节点发送消息与总线监控节点同步工作的方法，包括以下步骤：
步骤1：控制/远程节点初始化配置，配置CC或RN自身节点角色以及按周期发送/接收消息属性信息；总线监控节点初始化配置监控过滤条件；
所述按周期发送/接收消息属性信息包括发送偏移、消息负载长度和期望发送/接收消息ID；
步骤2：控制/远程节点上层软件填充待发送数据到主机内存，并根据消息属性和当前消息的发送情况填充到主存中为空或即将为空的待发送缓冲区中，并在完成数据封装填充后，主机更新发送消息队列的指针，通知硬件电路该数据具备发送条件；
步骤3：硬件电路根据发送此条消息队列的头尾指针，计算出当前需发送消息的主存起始地址，将此消息的主存起始地址通知DMA控制单元，进行数据预搬移，并将搬移到的消息存放在片内接收/发送数据缓冲区中；
步骤4：在发送偏移时刻，逻辑将数据封装为协议规定的包格式，通过链路层送到网络上，同时将该消息发送至BM功能单元DM接口模块；
步骤5：步骤4中本节点发送消息，与总线上接收到的消息一起传输至BM功能单元DM接口模块，DM接口从LLC层芯片接收到的消息中提取该消息标识号，并输入消息号轮询单元进行比较，判断当前接收消息是否满足监控条件，如满足则转入步骤6，否则继续等待下条接收消息；
步骤6：FIFO控制将数据从接收接收/发送数据缓冲区中提出，存入监控数据FIFO中，并将监控消息的状态信息，存入监控状态FIFO中，状态FIFO非“空”即发起BM单元DMA请求，转入步骤7；
步骤7：BM功能单元启动数据DMA搬移，等待BM功能单元数据搬移完成，回到步骤2。
本发明具有的优点：
1、本发明电路及方法，可满足地面仿真设备需求，使单一设备在作为控制/远程节点接收消息时，可与总线监控节点同步并行工作，不会损失设备工作效率。
2、本发明同一设备具备控制/远程节点功能可切换，并与总线监控节点同步工作。
3、本发明在控制/远程节点接收消息时，总线监控节点也在监控消息，简化了一个设备。
4、本发明在自身节点电路组织发送数据包到链路层DM接口时，同时将此数据返回BM功能单元的接收接口，然后按照BM功能单元功能设计，与从总线上接收的消息一起进行监控，满足监控自身控制/远程节点在总线上传输实际情况的需求。
5、本发明引入DMA(直接内存访问)请求仲裁单元，可以有效的避免控制/远程节点单元与总线监控节点单元竞争。
附图说明
图1是本发明的结构框图。
图2是本发明控制/远程节点接收消息与总线监控节点同步工作流程图。
图3是本发明控制/远程节点发送消息与总线监控节点同步工作流程图。
具体实施方式
一种控制/远程节点与总线监控节点同步工作的电路及方法，参照图1，包含CC/RN功能单元、BM功能单元以及PCIe主机接口单元，其中：CC/RN功能单元包括AS5643协议处理模块、配置表区、DMA控制以及接收/发送数据缓冲区(双端口存储器)；BM功能单元包括消息号轮询区、DM接口、FIFO控制、监控管理与状态寄存器、监控状态FIFO、监控数据FIFO；PCIe主机接口单元包括寄存器接口、DMA数据接口、DMA请求接口、DMA占用仲裁模块以及PCIe总线后端模块。
一种控制/远程节点接收消息与总线监控节点同步工作的方法，采用上述电路，参见图2，步骤如下：
步骤1：控制/远程节点初始化配置，配置自身节点角色(CC或RN)以及按周期发送/接收消息属性(发送偏移、消息负载长度、期望发送/接收消息ID)等信息。总线监控节点初始化配置监控过滤条件；
步骤2：等待从1394总线中接收到消息后，数据流一路进入CC/RN功能单元处理，转入步骤3，一路进入BM功能单元，转入步骤4；
步骤3：CC/RN功能单元提取该消息ID，与期望接收的消息ID比较，如需接收则将该消息存入接收/发送数据缓冲区，DMA控制模块发起CC/RN功能单元DMA请求，等待搬移至主存，转入步骤6；
步骤4：BM功能单元DM接口模块接收消息的同时，DM接口从LLC层芯片接收到的消息中提取该消息标识号，并输入消息号轮询单元进行比较，判断当前接收消息是否满足监控条件，如满足则转入步骤5，否则继续等待下条接收消息；
步骤5：FIFO控制将数据从接收接收/发送数据缓冲区中提出，存入监控数据FIFO中，并将监控消息的状态信息，存入监控状态FIFO中，状态FIFO非“空”即发起BM单元DMA请求，转入步骤6；
步骤6：在等待请求状态下如果CC/RN功能单元和BM单元有一个发起DMA请求，则转入步骤7，否则等待；
步骤7：判断请求的发起者，首先判断是否为CC/RN功能单元发起，如果是则转入步骤8，否则转入步骤9；
步骤8：授权CC/RN功能单元占用DMA核，等待数据搬移完成，检查BM单元是否有请求，如果是则转入步骤7，否则回到等待接收消息状态；
步骤9：授权BM功能单元占用DMA核，等待BM功能单元数据搬移完成，回到等待接收消息状态。
一种控制/远程节点发送消息与总线监控节点同步工作的方法，采用上述电路，参见图3，步骤如下：
步骤1：控制/远程节点初始化配置，配置自身节点角色(CC或RN)以及按周期发送/接收消息属性(发送偏移、消息负载长度、期望发送/接收消息ID)等信息。总线监控节点初始化配置监控过滤条件；
步骤2：控制/远程节点上层软件填充待发送数据到内存存储空间，并根据消息属性和当前消息的发送情况填充到主存中为空或即将为空的待发送缓冲区中，并在完成数据封装填充后，主机更新发送消息队列的指针，通知硬件电路该数据具备发送条件；
步骤3：硬件电路根据发送此条消息队列的头尾指针，计算出当前需发送消息的主存起始地址，将此消息的主存起始地址通知DMA控制单元，进行数据预搬移，并将搬移到的消息存放在片内接收/发送数据缓冲区中；
步骤4：在当前配置表调度发送消息的发送偏移时间到来时，DMA控制单元已完成本条消息搬移，则在发送偏移时刻，逻辑将数据封装为协议规定的包格式，通过链路层送到网络上，同时将该消息发送至BM功能单元DM接口模块；
步骤5：由于1394总线消息传输为单工通讯方式，步骤4中本节点发送消息，可总线上接收到的消息一起传输至BM功能单元DM接口模块，DM接口从LLC层芯片接收到的消息中提取该消息标识号，并输入消息号轮询单元进行比较，判断当前接收消息是否满足监控条件，如满足则转入步骤6，否则继续等待下条接收消息；
步骤6：FIFO控制将数据从接收接收/发送数据缓冲区中提出，存入监控数据FIFO中，并将监控消息的状态信息，存入监控状态FIFO中，状态FIFO非“空”即发起BM单元DMA请求，转入步骤7；
步骤7：BM功能单元占用DMA核，等待BM功能单元数据搬移完成，回到步骤2。

Claims (3)

1.一种控制/远程节点与总线监控节点同步工作的电路，包括CC/RN功能单元、BM功能单元以及PCIe主机接口单元，其特征在于：
所述CC/RN功能单元包括AS5643协议处理模块、配置表区、DMA控制以及接收/发送数据缓冲区；所述AS5643协议处理模块用于按照配置表区中配置的信息，完成消息的收发控制；所述配置表区用于存放需要收发消息的配置信息；所述DMA控制用于发起CC/RN功能单元DMA请求，等待搬移至主存；所述BM功能单元包括消息号轮询区、DM接口、FIFO控制、监控管理与状态寄存器、监控状态FIFO、监控数据FIFO；所述DM接口用于接收1394总线消息；其中监控管理与状态寄存器用于总线监控节点初始化配置监控过滤条件，DM接口接收消息时，从1394链路接收到的消息中提取该消息标识号，并输入消息号轮询区进行比较，判断当前接收消息是否满足监控条件，FIFO控制将数据从接收/发送数据缓冲区中提出，存入监控数据FIFO中，并将监控消息的状态信息，存入监控状态FIFO中；
所述PCIe主机接口单元包括寄存器接口、DMA数据接口、DMA请求接口、DMA占用仲裁模块以及PCIe总线后端模块；所述寄存器接口与CC/RN功能单元的配置表区及BM功能单元的监控管理与状态寄存器连接；所述DMA数据接口与CC/RN功能单元的接收/发送数据缓冲区和BM功能单元的监控数据FIFO连接；所述DMA占用仲裁模块用于仲裁CC/RN功能单元和BM功能单元的DMA请求；所述DMA请求接口按照DMA占用仲裁模块的仲裁结果，将CC/RN功能单元和BM功能单元的DMA数据发送到PCIe总线后端模块；
所述PCIe总线后端模块与寄存器接口以及DMA数据接口连接。
2.基于权利要求1电路的控制/远程节点接收消息与总线监控节点同步工作的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：控制/远程节点初始化配置，配置CC或RN自身节点角色以及按周期发送/接收消息属性信息；总线监控节点初始化配置监控过滤条件；
所述按周期发送/接收消息属性信息包括发送偏移、消息负载长度和期望发送/接收消息ID；
步骤2：等待从1394总线中接收消息；然后数据流一路进入CC/RN功能单元处理，转入步骤3；数据流另一路进入BM功能单元，转入步骤4；
步骤3：CC/RN功能单元提取该消息ID，与期望接收的消息ID比较，如需接收则将该消息存入接收/发送数据缓冲区，DMA控制模块发起CC/RN功能单元DMA请求，等待搬移至主存，转入步骤6；
步骤4：BM功能单元DM接口模块接收消息的同时，从1394链路接收到的消息中提取该消息标识号，并输入消息号轮询单元进行比较，判断当前接收消息是否满足监控条件，如满足则转入步骤5，否则继续等待下条接收消息；
步骤5：FIFO控制将数据从接收/发送数据缓冲区中提出，存入监控数据FIFO中，并将监控消息的状态信息，存入监控状态FIFO中，状态FIFO非“空”即发起BM单元DMA请求，转入步骤6；
步骤6：在等待请求状态下如果CC/RN功能单元和BM单元有一个发起DMA请求，则转入步骤7，否则等待；
步骤7：判断请求的发起者，首先判断是否为CC/RN功能单元发起，如果是则转入步骤8，否则转入步骤9；
步骤8：授权CC/RN功能单元启动数据DMA搬移，等待数据搬移完成，检查BM单元是否有请求，如果是则转入步骤7，否则回到等待接收消息状态；
步骤9：授权BM功能单元启动数据DMA搬移，等待BM功能单元数据搬移完成，回到等待接收消息状态。
3.基于权利要求1电路的控制/远程节点发送消息与总线监控节点同步工作的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：控制/远程节点初始化配置，配置CC或RN自身节点角色以及按周期发送/接收消息属性信息；总线监控节点初始化配置监控过滤条件；
所述按周期发送/接收消息属性信息包括发送偏移、消息负载长度和期望发送/接收消息ID；
步骤2：控制/远程节点上层软件填充待发送数据到主机内存，并根据消息属性和当前消息的发送情况填充到主存中为空或即将为空的待发送缓冲区中，并在完成数据封装填充后，主机更新发送消息队列的指针，通知硬件电路该数据具备发送条件；
步骤3：硬件电路根据发送此条消息队列的头尾指针，计算出当前需发送消息的主存起始地址，将此消息的主存起始地址通知DMA控制单元，进行数据预搬移，并将搬移到的消息存放在片内接收/发送数据缓冲区中；
步骤4：在发送偏移时刻，逻辑将数据封装为协议规定的包格式，通过链路层送到网络上，同时将该消息发送至BM功能单元DM接口模块；
步骤5：步骤4中本节点发送消息，与总线上接收到的消息一起传输至BM功能单元DM接口模块，DM接口从LLC层芯片接收到的消息中提取该消息标识号，并输入消息号轮询单元进行比较，判断当前接收消息是否满足监控条件，如满足则转入步骤6，否则继续等待下条接收消息；
步骤6：FIFO控制将数据从接收接收/发送数据缓冲区中提出，存入监控数据FIFO中，并将监控消息的状态信息，存入监控状态FIFO中，状态FIFO非“空”即发起BM单元DMA请求，转入步骤7；
步骤7：BM功能单元启动数据DMA搬移，等待BM功能单元数据搬移完成，回到步骤2。
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