CN105703869A - 一种帧定位方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种帧定位方法及装置，获取当前时钟周期内的数据流；识别所述数据流中的定界符；根据预设方式设置至少两级缓存；通过所述至少两级缓存根据所述数据流中定界符对所述数据流进行帧定位。本发明通过以上技术方案，通过缓存级联的方式简化了帧定位方法，避免在一次缓存内同时拆分出全部的帧数据，大大减小了复杂逻辑而导致的芯片布局布线延时对时序设计的影响，有利于实现设计时钟频率的需求。适用于各种高速POS成帧器中的帧定位，解决传统基于多字节的帧定位方式实现困难、不够完善的问题。

Description

一种帧定位方法及装置

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种帧定位方法及装置。

背景技术

在数据通信领域中，数据业务占有极其重要的地位，客户对带宽的需求与日剧增。伴随着这种需求的激增，也带来对提高带宽利用率、简化网络体系结构和降低网络扩建费用的要求。当前电信运营级骨干网传输大多是基于POS(PacketoverSONET/SDH)模型，其网络主要由大容量的高端路由器经由光纤传输通道连接而成，POS使用HDLC(High-levelDataLinkControl)或PPP(PointtoPointProtocol)协议对IP数据包封装成数据帧，并映射到SONET/SDH同步净荷中，添加相应的开销即可通过SONET/SDH提供的高速传输网直接传送IP数据包。

对于速率为155.52Mbps(OC-3/STM-1)和622.08Mbps(OC-12/STM-4)等相对低速的骨干网数据帧定位可以基于字节来实现，帧与帧之间的定界符0x7E较容易识别出来，并识别出帧头和帧尾，在一次缓存中便能实现数据帧的定位，而且芯片的工作时钟频率不会超过100MHz。但是对于广泛使用且速率达到2.48832Gbps(OC-48/STM-16)和9.95328Gbps(OC-192/STM-64)甚至39.81312Gbps(OC-768/STM-256)的高速骨干网来说，如果仍然采用基于字节处理的方式，那么芯片工作的时钟频率最高将会达到5GHz，这已经远远超过了目前芯片内部所能运行的最高时钟频率。因此必须将基于字节的处理方法推广到多字节并行的情况，而传统基于多字节的处理方式随着字节数的增加，复杂度则呈几何级数增长，导致实现困难。

发明内容

本发明提供一种帧定位方法及装置，解决传统基于多字节的帧定位方式实现困难、不够完善的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案:

一种帧定位方法，包括：获取当前时钟周期内的数据流；识别所述数据流中的定界符；根据预设方式设置至少两级缓存；通过所述至少两级缓存根据所述数据流中定界符对所述数据流进行帧定位。

在一些实施例中，根据预设方式设置至少两级缓存包括：

根据所述数据流中对数据拆分有效的定界符的个数M，若M大于或等于2，相应地设置M级缓存；所述对数据拆分有效的定界符包括所述数据流中非首尾字节上的非连续的定界符，以及非首尾字节上的连续定界符中的一个；

或者，根据预设的分段粒度下限值X将所述数据流划分成P段,P为大于或等于2的正整数，相应地设置P级缓存。优选的，若所述数据流包括L个字节，且L为偶数，则P等于L/C，其中,C等于X向上舍入到一个最接近的2的幂次方。

在一些实施例中，通过所述至少两级缓存根据所述数据流中的定界符对所述数据流进行帧定位的过程中，通过每一级缓存最多进行一次数据拆分。

在一些实施例中，所述分段粒度下限值X根据用户期望的帧定位后解析出的数据包中的字节个数下限值来设定。

一种帧定位装置，包括：获取模块，用于获取当前时钟周期内的数据流；识别模块，用于识别所述数据流中的定界符；缓存设置模块，用于根据预设方式设置至少两级缓存；帧定位模块，用于通过所述至少两级缓存根据所述数据流中的定界符对所述数据流进行帧定位。

在一些实施例中，缓存设置模块包括：

第一设置子模块，用于根据所述数据流中对数据拆分有效的定界符的个数M，若M大于或等于2，相应地设置M级缓存；所述对数据拆分有效的定界符包括所述数据流中非首尾字节上的非连续的定界符，以及非首尾字节上的连续定界符中的一个；

和/或第二设置子模块，用于根据预设的分段粒度下限值X将所述数据流划分成P段,P为大于或等于2的正整数，相应地设置P级缓存。优选的，若所述数据流包括L个字节，且L为偶数，则P等于L/C，其中,C等于X向上舍入到一个最接近的2的幂次方。

在一些实施例中，帧定位模块进行帧定位的过程中，通过每一级缓存最多进行一次数据拆分。

本发明提供的帧定位方法及装置，对于在一个时钟周期内输入的包括多字节的数据流，通过至少两级缓存来对该数据流进行帧定位。相比现有通过一次缓存对数据流进行帧定位的方式，通过缓存级联的方式简化了帧定位方法，避免在一次缓存内同时拆分出全部的帧数据，大大减小了复杂逻辑而导致的芯片布局布线延时对时序设计的影响，有利于实现设计时钟频率的需求。适用于各种高速POS成帧器中的帧定位，也具有一定的通用性。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的帧定位方法的流程图；

图2为本发明另一实施例提供的帧定位方法的流程图；

图3为本发明一实施例提供的帧定位装置的示意图。

具体实施方式

本发明为了简化帧定位方法，避免在一次缓存内同时拆分出全部的帧数据，提供一种适用于高速POS成帧器中的帧定位方案，即对于在一个时钟周期内输入的包括多字节的数据流，通过至少两级缓存来对该数据流进行帧定位，即通过缓存级联的方式简化帧定位方法。

图1为本发明一实施例提供的帧定位方法的流程图，包括：

S101、获取当前时钟周期内的数据流。该数据流包括多字节，每个字节中都可能出现定界符。

S102、识别所述数据流中的定界符。

S103、根据预设方式设置至少两级缓存。

该步骤可依据多种策略进行设置，包括但不局限于以下所列举的两种：

策略一，根据所述数据流中对数据拆分有效的定界符的个数M，若M大于或等于2，相应地设置M级缓存。

所述对数据拆分有效的定界符，包括所述数据流中非首尾字节上的非连续的定界符，以及非首尾字节上的连续定界符中的一个(即对于非首尾字节上的连续定界符，选择其中一个作为对数据拆分有效的定界符，计数时，当成一个来统计个数)。例如数据流为8个字节的FDFDFFDD，其中D代表1字节数据，F代表1字节定界符，该数据流中对数据拆分有效的定界符的个数M的计算方法：从左起第一个F不计个数，第2个F计1个，第3、4个F为连续定界符，计1个，因此M等于2，相应地设置2级缓存。

策略二，根据预设的分段粒度下限值X将所述数据流划分成P段,P为大于或等于2的正整数，相应地设置P级缓存。

分段粒度下限值X表示的是，分段后每段中的字节数不小于X个。优选的，X根据用户期望的帧定位后解析出的数据包中的字节个数下限值来设定，表示用户期望帧定位后解析出的数据包中的字节个数不小于X个。

假设数据流包括L个字节，且L为偶数，则P等于L/C，其中,C等于X向上舍入到一个最接近的2的幂次方。假设数据流包括8个字节，分段粒度下限值X等于3，由于2的幂次方为2、4、8、16……2ⁿ,3向上舍入到一个最接近的2的幂次方为4，即C等于4，P＝L/C＝2，即该数据流可划分成2段，相应地设置2级缓存。

S104、通过所述至少两级缓存根据所述数据流中的定界符对所述数据流进行帧定位。本步骤是通过缓存级联的方式进行帧定位，避免在一次缓存内拆分出全部的帧数据，能够简化帧定位方法。优选的，通过每一级缓存最多进行一次数据拆分。

对于采用上述策略一设置的M级缓存，优选的，通过每一级缓存仅根据一个对数据拆分有效的定界符进行数据拆分。如前面所述，所述对数据拆分有效的定界符，包括所述数据流中非首尾字节上的非连续的定界符，以及非首尾字节上的连续定界符中的一个(即对于非首尾字节上的连续定界符，选择其中一个作为对数据拆分有效的定界符，只需要一次拆分即可)。以前面的数据流FDFDFFDD为例，该数据流中对数据拆分有效的定界符包括：从左起第2个F，第3、4个F为连续定界符，选择其中一个作为对数据拆分有效的定界符，假如选择第3个F作为对数据拆分有效的定界符，那么相应地设置2级缓存。本步骤中，通过第一级缓存从左起第2个F处进行一次数据拆分，通过第二级缓存从左起第3个F处进行一次数据拆分。

对于采用上述策略二设置的M级缓存，优选的，通过每一级缓存仅根据一段中的一个对数据拆分有效的定界符进行一次数据拆分。以数据流DDFDDDDD为例，假设分段粒度下限值X等于3，3向上舍入到一个最接近的2的幂次方为4，即C等于4，该数据流可划分成2段，前面4个字节为一段，后面4个字节为另一段，相应地设置2级缓存，通过第一级缓存仅根据前一段中的F进行一次数据拆分，通过第二级缓存无需进行数据拆分。

本实施例对于在一个时钟周期内获取的包括多字节的数据流，通过缓存级联的方式进行帧定位，避免在一次缓存内同时拆分出全部的帧数据，简化了帧定位方法。

图2为本发明另一实施例提供的帧定位方法的流程图，包括如下流程，该流程较上一实施例更为详细地描述了各个步骤：

S201、获取当前时钟周期内的数据流，假设每个时钟周期内的数据流为L个字节。

S202、识别定界符并产生定界符标记(在其他实施例中，产生定界符标记不是必要的，只要识别出定界符即可)，然后触发S203操作。若没有定界符，则结束。

S203、根据预设的分段粒度下限值X将数据流划分成P段，再根据每一段中的对数据拆分有效的定界符的标记，产生数据拆分标记(在其他实施例中，产生数据拆分标记不是必要的，只要识别出每一段中对数据拆分有效的定界符即可)，具体的，将预设的分段粒度下限值X向上舍入到一个最接近的2的幂次方，即得到C，数据流可均分为P(P＝L/C)段，若某一段中存在对数据拆分有效的定界符，则对应产生的数据拆分标记为1，若某一段数据中不存在对数据拆分有效的定界符，则对应产生的数据拆分标记为0，设置P级缓存，将数据流和数据拆分标记逐级送入缓存，触发S204操作。

S204、每一级缓存仅对一个数据拆分标记进行处理，每一级缓存若读出的数据拆分标记为1，则读使能关闭一个时钟周期，触发S205操作，若读出的数据拆分标记为0，则读使能继续保持打开，触发S206操作。

S205、拆分数据操作，读出的数据拆分标记为1的该级缓存将读出的数据保持两个时钟周期，即可实现该数据拆分标记为1的这段数据中上一帧尾和下一帧头的分离，拆分完成后将对应的数据拆分标记重置为0，若该段数据为数据流中的最后一段则进入S207，否则将拆分后的两个时钟周期的数据和全部数据拆分标记继续送入下一级缓存操作S204，下一级缓存判断下一位数据拆分标记。

S206：不拆分数据操作，读出的数据拆分标记为0的该级缓存将读出的数据仅保持一个时钟周期，该数据拆分标记对应的该段数据不拆分，若该段数据为数据流中的最后一段则操作S207，继续送入下一级缓存操作S204，下一级缓存判断下一位数据拆分标记。

S207：帧头帧尾判断操作，经步骤S205和S206后已经不存在定界符位于数据中间字节的情况，可以轻松的判断帧头和帧尾的位置，随后操作S208。

S208：移位对齐操作，移除帧头数据中的无效字节，接着所有数据直至帧尾都左移相应字节数即完成数据帧的定位。

图3为本发明一实施例提供的帧定位装置的示意图，如图3所示，一种帧定位装置，包括：获取模块31，用于获取当前时钟周期内的数据流；识别模块32，用于识别所述数据流中的定界符；缓存设置模块33，用于根据预设方式设置至少两级缓存；以及帧定位模块34，用于通过所述至少两级缓存根据所述数据流中的定界符对所述数据流进行帧定位。

在一些实施例中，缓存设置模块33包括：

第一设置子模块，用于根据所述数据流中对数据拆分有效的定界符的个数M，若M大于或等于2，相应地设置M级缓存；所述对数据拆分有效的定界符包括所述数据流中非首尾字节上的非连续的定界符，以及非首尾字节上的连续定界符中的一个；

和/或第二设置子模块，用于根据预设的分段粒度下限值X将所述数据流划分成P段,P为大于或等于2的正整数，相应地设置P级缓存。优选的，若所述数据流包括L个字节，且L为偶数，则P等于L/C，其中,C等于X向上舍入到一个最接近的2的幂次方。

在一些实施例中，帧定位模块34进行帧定位的过程中，通过每一级缓存最多进行一次数据拆分。

在一些实施例中，所述分段粒度下限值X根据用户期望的帧定位后解析出的数据包中的字节个数下限值来设定。

下面我们以每时钟周期内获取的数据流为8字节，用户期望的帧定位后解析出的数据包中的字节个数不小于3为例，具体阐述数据帧是如何定位的：假如某个时钟周期内获取到的数据流为DDFDDDDD，其中D代表1字节数据，F代表1字节定界符，由于用户期望的帧定位后解析出的数据包中的字节个数不小于3，设定分段粒度下限值X等于3，由前述可知，可以将3向上舍入到一个最接近的2的幂次方得到C，即C等于4，那么该数据流可均分为2段，前4个字节为一段，后4个字节为另一段，由于前4个字节中存在一个对数据拆分有效的定界符，因此，前一段需要拆分，后一段不需要，因此，设置对应的数据拆分标记为0x10，表示前4字节需要拆分，而后4字节无需拆分。通过第一级缓存根据前4字节中的F，拆分后得到两个周期数据为DDFXXXXX与XXFDDDDD，其中X代表无效字节，通过拆分从而将上一帧的帧尾与下一帧的帧头分离，由于第二级缓存无需拆分数据，则数据直接通过即可，那么数据仍为DDFXXXXX与XXFDDDDD，对于XXFDDDDD，需要将首两位的无效数据的删除，其他字节向左移两位，最后得到的两个时钟周期数据为DDFXXXXX与DDDDDNNN，其中N表示下一时钟周期的有效数据或无效数据，这样保证了每个时钟周期数据的首字节都为有效字节，以方便后续模块的处理。

本发明与现有技术手段相比，通过缓存级联的方式简化了定位方法，避免在一个周期内同时拆分出多帧数据，大大减小了复杂逻辑而导致的芯片布局布线延时对时序设计的影响，有利于实现设计时钟频率的需求。同时此方法适用于前述各种高速POS成帧器中数据帧定位，具有一定的通用性。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种帧定位方法，其特征在于，包括：

获取当前时钟周期内的数据流；

识别所述数据流中的定界符；

根据预设方式设置至少两级缓存；

通过所述至少两级缓存根据所述数据流中定界符对所述数据流进行帧定位。

2.如权利要求1所述的帧定位方法，其特征在于，根据预设方式设置至少两级缓存包括：

根据所述数据流中对数据拆分有效的定界符的个数M，若M大于或等于2，相应地设置M级缓存；所述对数据拆分有效的定界符包括所述数据流中非首尾字节上的非连续的定界符，以及非首尾字节上的连续定界符中的一个；

或者，根据预设的分段粒度下限值X将所述数据流划分成P段,P为大于或等于2的正整数，相应地设置P级缓存。

3.如权利要求2所述的帧定位方法，其特征在于，若所述数据流包括L个字节，且L为偶数，则P等于L/C，其中,C等于X向上舍入到一个最接近的2的幂次方。

4.如权利要求2所述的帧定位方法，其特征在于，通过所述至少两级缓存根据所述数据流中的定界符对所述数据流进行帧定位的过程中，通过每一级缓存最多进行一次数据拆分。

5.如权利要求2所述的帧定位方法，其特征在于，所述分段粒度下限值X根据用户期望的帧定位后解析出的数据包中的字节个数下限值来设定。

6.一种帧定位装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取当前时钟周期内的数据流；

识别模块，用于识别所述数据流中的定界符；

缓存设置模块，用于根据预设方式设置至少两级缓存；

帧定位模块，用于通过所述至少两级缓存根据所述数据流中的定界符对所述数据流进行帧定位。

7.如权利要求6所述的帧定位装置，其特征在于，缓存设置模块包括：

第一设置子模块，用于根据所述数据流中对数据拆分有效的定界符的个数M，若M大于或等于2，相应地设置M级缓存；所述对数据拆分有效的定界符包括所述数据流中非首尾字节上的非连续的定界符，以及非首尾字节上的连续定界符中的一个；

和/或第二设置子模块，用于根据预设的分段粒度下限值X将所述数据流划分成P段,P为大于或等于2的正整数，相应地设置P级缓存。

8.如权利要求7所述的帧定位装置，其特征在于，若所述数据流包括L个字节，且L为偶数，则P等于L/C，其中,C等于X向上舍入到一个最接近的2的幂次方。

9.如权利要求7所述的帧定位装置，其特征在于，帧定位模块进行帧定位的过程中，通过每一级缓存最多进行一次数据拆分。

10.如权利要求7所述的帧定位装置，其特征在于，所述分段粒度下限值X根据用户期望的帧定位后解析出的数据包中的字节个数下限值来设定。