CN106330628B - 基于以太网的接口速率控制方法及装置 - Google Patents
基于以太网的接口速率控制方法及装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种基于以太网的接口速率控制方法及装置，其方法包括：在启动进程后，判断当前接口所在节点是否为从节点；在当前接口所在节点为从节点时，按照预设的速率配置模式及对应的时钟策略，控制相应的功能模块进行接口速率参数配置、复位流程及报文处理，根据相应的功能模块反馈的信号来判断速率配置模式是否完成；向CPU上报速率配置结果。本发明方案不仅能够在可编程逻辑上搭建一个兼容多速率的接口，还使得该接口可以根据网络环境速率的不同而采用适合的速率进行网络通信，解决了多速率下的网络环境的设备自适应问题，降低成本以及版本升级和维护的风险，降低对CPU的依赖，提高整个系统的处理能力。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于可编程逻辑以太网的接口速率控制方法及装置。
背景技术
以太网组网技术是现有局域网中采用的最通用的一种基带局域网组网技术，被广泛应用于局域网通信设备中。而在传统的高速以太网通信设备中，根据组网情况不同，普遍采用速率为1000Mb/s、100Mb/s的接口，它们都符合IEEE 802.3标准。但是随着通信业的发展，特别是4G时代的到来，对数据接口速率提出了更高的要求，从而在IEEE 802.3标准中衍生出了补充标准IEEE 802.3ae，在该标准中定义了速率为10Gb/s的以太网接口，并逐步的应用于通信设备的接口中。可以预见的是该速率的接口在以后布局的通信设备中的使用比重将会逐渐增加。因此，在以后的局域网中，10Gb/s速率接口必将加入已有的联网应用场景，从而形成一种新的以太网多速率联网场景。
在这种多速率联网的场景中，如果不同速率的接口不能够做到共接口，那么就必须耗费更多的接口资源或者采用不同的版本去适应这种环境。这样就会造成成本以及版本升级和维护的风险的增加。
因此，如果能够让一个接口根据网络速率环境的不同而自主的适应10Gb/s、1000Mb/s、100Mb/s速率的网络环境，这样就能够规避上述的风险及减少生产成本。
发明内容
本发明实施例提供一种基于以太网的接口速率控制方法及装置，旨在解决多速率联网的场景中，不同速率的接口无法做到共接口，造成成本以及版本升级和维护的风险增加的问题。
本发明实施例提出的一种基于以太网的接口速率控制方法，包 括：
在启动进程后，判断当前接口所在节点是否为从节点；
在当前接口所在节点为从节点时，按照预设的速率配置模式及对应的时钟策略，控制相应的功能模块进行接口速率参数配置、复位流程及报文处理，根据所述相应的功能模块反馈的信号来判断速率配置模式是否完成；
向CPU上报速率配置结果。
优选地，所述在当前接口所在节点为从节点时，按照预设的速率配置模式及对应的时钟策略，控制相应的功能模块进行接口速率参数配置、复位流程及报文处理，根据所述相应的功能模块反馈的信号来判断速率配置模式是否完成的步骤包括：
在当前接口所在节点为从节点时，速率切换决策模块将预设的速率配置模式信息传递给参数配置模块；
所述参数配置模块判断接收到的速率配置模式信息与当前的速率配置模式信息是否相同，若相同，则不作处理；否则，进行相应速率配置参数的下发，以搭建时钟网络、数据通路，并控制复位控制模块及PCS模块进行复位控制操作；
当所述速率切换决策模块接收到所述参数配置模块反馈的配置完成信号后，监测是否接收到所述PCS模块反馈的PCS同步信号；
若接收到所述PCS模块反馈的PCS同步信号，则监测是否接收到报文处理模块反馈的报文收发正常信号；
若接收到所述报文处理模块反馈的报文收发正常信号，则所述速率切换决策模块判断速率配置模式完成。
优选地，所述监测是否接收到所述PCS模块反馈的PCS同步信号的步骤之后还包括：
若未接收到所述PCS模块反馈的PCS同步信号，则所述速率切换决策模块判断所述速率配置模式信息的计数值M是否等于预设阈值M_max–1；
若所述速率配置模式信息的计数值M等于预设阈值M_max–1，则判定速率配置失败；否则，
将所述速率配置模式信息的计数值M加1，并返回执行步骤：将预设的速率配置模式信息传递给参数配置模块。
优选地，所述监测是否接收到报文处理模块反馈的报文收发正常信号的步骤之后还包括：
若未接收到所述报文处理模块反馈的报文收发正常信号，则所述速率切换决策模块判断所述速率配置模式信息的计数值M是否等于预设阈值M_max–1；
若所述速率配置模式信息的计数值M等于预设阈值M_max–1，则判定速率配置失败；否则，
将所述速率配置模式信息的计数值M加1，并返回执行步骤：将预设的速率配置模式信息传递给参数配置模块。
优选地，所述判断当前接口所在节点是否为从节点的步骤之后还包括：
在当前接口所在节点为主节点时，按照所述CPU下发的所需速率配置模式及对应的时钟策略进行速率配置。
优选地，所述向CPU上报速率配置结果的步骤中包括：
若速率配置结果为速率配置失败，则采用PCS模块能够锁定的速率模式进行手动模式配置。
优选地，所述方法还包括：
在启动进程前，搭建可复用的时钟网络拓扑模型。
本发明实施例还提出一种基于以太网的接口速率控制装置，包括：速率切换决策模块以及相应的功能模块，其中：
所述速率切换决策模块，用于在启动进程后，判断当前接口所在节点是否为从节点；在当前接口所在节点为从节点时，按照预设的速率配置模式及对应的时钟策略，控制相应的功能模块进行接口速率参数配置、复位流程及报文处理，根据所述相应的功能模块反馈的信号来判断速率配置模式是否完成，并向CPU上报速率配置结果。
优选地，所述相应的功能模块至少包括：参数配置模块、PCS模块、复位控制模块以及报文处理模块；所述参数配置模块分别与速率 切换决策模块、复位控制模块、PCS模块及报文处理模块相连；
所述速率切换决策模块，还用于在当前接口所在节点为从节点时，将预设的速率配置模式信息传递给参数配置模块；
所述参数配置模块，用于判断接收到的速率配置模式信息与当前的速率配置模式信息是否相同，若相同，则不作处理；否则，进行相应速率配置参数的下发，以搭建时钟网络、数据通路，并控制复位控制模块及PCS模块进行复位控制操作；在完成速率参数配置后，向所述速率切换决策模块反馈配置完成信号；
所述复位控制模块，分别与参数配置模块、PCS模块相连，用于根据参数配置模块给出的复位指示进行复位，在复位完成后给出复位指示信号给PCS模块；
所述PCS模块，用于在复位完成后，通过配置复位完成指示信号告知所述参数配置模块复位完成；
所述报文处理模块，用于在当前接口所在节点为从节点时，对外发送指定报文类型的MAC报文，并对接收到的以太网报文进行判断，当接收到的报文的目的地址是本节点的地址时，向速率切换决策模块发送报文收发正常信号；
所述速率切换决策模块，还用于在接收到所述参数配置模块反馈的配置完成信号后，监测是否接收到所述PCS模块反馈的PCS同步信号；若接收到所述PCS模块反馈的PCS同步信号，则监测是否接收到报文处理模块反馈的报文收发正常信号；若接收到所述报文处理模块反馈的报文收发正常信号，则判断速率配置模式完成。
优选地，所述相应的功能模块还包括：PMA模块、时钟管理模块；所述参数配置模块还分别与PMA模块、时钟管理模块相连；其中：
所述参数配置模块，还用于在判断接收到的速率配置模式信息与当前的速率配置模式信息相同时，向所述PMA模块、时钟管理模块下发相应的速率配置参数，以搭建时钟网络，向所述PMA模块、PCS模块及报文处理模块下发速率配置模式信息，以搭建数据通路，并控制复位控制模块及PCS模块进行复位控制操作；
所述时钟管理模块，分别与参数配置模块、复位控制模块相连，用于根据所述参数配置模块下发的速率配置参数配置锁相环，接收所述复位控制模块的复位信号进行复位使参数生效，生成稳定的时钟，并反馈时钟锁定指示信号给所述复位控制模块；
所述复位控制模块，分别与参数配置模块、时钟管理模块、PMA模块、PCS模块相连，用于根据参数配置模块给出的复位指示进行复位，并根据PMA模块反馈的复位完成信号判断复位是否完成，在PMA模块复位完成后给出复位指示信号给PCS模块。
优选地，所述报文处理模块，还用于在当前接口所在节点为主节点时，当从接收的以太网报文的报文类型字段中判断出是特定消息的报文并且目的地址为本节点的地址时，将该以太网报文的源地址提取出来作为目的地址，将本节点的地址作为源地址，重新将以太网报文转发回去。
优选地，所述速率切换决策模块，还用于在未接收到所述PCS模块反馈的PCS同步信号，则判断所述速率配置模式信息的计数值M是否等于预设阈值M_max–1；若所述速率配置模式信息的计数值M等于预设阈值M_max–1，则判定速率配置失败；否则，将所述速率配置模式信息的计数值M加1，并返回执行：将预设的速率配置模式信息传递给参数配置模块。
优选地，所述速率切换决策模块，还用于在未接收到所述报文处理模块反馈的报文收发正常信号，则判断所述速率配置模式信息的计数值M是否等于预设阈值M_max–1；若所述速率配置模式信息的计数值M等于预设阈值M_max–1，则判定速率配置失败；否则，将所述速率配置模式信息的计数值M加1，并返回执行：将预设的速率配置模式信息传递给参数配置模块。
优选地，所述速率切换决策模块，还用于在当前接口所在节点为主节点时，按照所述CPU下发的所需速率配置模式及对应的时钟策略进行速率配置。
优选地，所述速率切换决策模块，还用于若速率配置结果为速率配置失败，则采用PCS模块能够锁定的速率模式进行手动模式配置。
本发明实施例提出的一种基于以太网的接口速率控制方法及装置，在启动进程后，判断当前接口所在节点是否为从节点；在当前接口所在节点为从节点时，按照预设的速率配置模式及对应的时钟策略，控制相应的功能模块进行接口速率参数配置、复位流程及报文处理，根据相应的功能模块反馈的信号来判断速率配置模式是否完成，并向CPU上报速率配置结果，该方案不仅能够在可编程逻辑上搭建一个兼容多速率的接口，还使得该接口可以根据网络环境速率的不同而采用适合的速率进行网络通信，解决了多速率下的网络环境的设备自适应问题，解决了多速率联网的场景中，不同速率的接口无法做到共接口，造成成本以及版本升级和维护的风险增加的问题，并且，利用可编程逻辑器件的高速处理和可编程的特点，降低对CPU的依赖，提高整个系统的处理能力。
附图说明
图1是本发明实施例涉及的时钟拓扑框图；
图2是本发明基于以太网的接口速率控制装置的功能模块示意图；
图3是本发明实施例涉及的速率切换流程框图；
图4是本发明基于以太网的接口速率控制方法较佳实施例的流程示意图。
为了使本发明的技术方案更加清楚、明了，下面将结合附图作进一步详述。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例的主要解决方案是：在启动进程后，判断当前接口所在节点是否为从节点；在当前接口所在节点为从节点时，按照预设 的速率配置模式及对应的时钟策略，控制相应的功能模块进行接口速率参数配置、复位流程及报文处理，根据相应的功能模块反馈的信号来判断速率配置模式是否完成，并向CPU上报速率配置结果，以解决多速率下的网络环境的设备自适应问题，以及多速率联网的场景中，不同速率的接口无法做到共接口，造成成本以及版本升级和维护的风险增加的问题。
具体地，本发明较佳实施例提出一种基于以太网的接口速率控制装置，包括：速率切换决策模块以及相应的功能模块，其中：
所述速率切换决策模块，用于在启动进程后，判断当前接口所在节点是否为从节点；在当前接口所在节点为从节点时，按照预设的速率配置模式及对应的时钟策略，控制相应的功能模块进行接口速率参数配置、复位流程及报文处理，根据所述相应的功能模块反馈的信号来判断速率配置模式是否完成，并向CPU上报速率配置结果。
具体地，为实现本发明实施例中对以太网接口速率控制的方案，首先需要搭建可复用的时钟网络拓扑模型。根据IEEE 802.3，不同速率的以太网接口的工作时钟是不同的。可以按照图1所示，搭建时钟网络，为接口工作提供各种频率工作时钟。
然后，还需要定义执行以太网接口速率控制功能的装置所包含的相应功能模块，如图2所示，作为一种实施方式，该装置可以包括速率切换决策模块、参数配置模块、时钟管理模块、复位控制模块、PMA(Physical Medium Attachment，物理媒介适配层)模块、PCS(Physical Coding Sublayer，物理编码子层)模块、MAC(Media Access Control，媒体访问控制)模块、位宽转换模块、报文处理模块。按照图2所示进行连接，搭建出整体系统架构。需要说明的是，根据实际需要，也可以省略相应的功能模块，另外，上述一个或多个功能模块的功能也可以复用或集成，比如MAC模块和位宽转换模块可以省略，或者将其功能集成在报文处理模块或PCS模块上，因此可以根据需要选择设置相应的模块。以下各实施例均以图2所示的系统架构来实施。
之后，通过速率切换决策模块调动参数配置模块，对时钟管理模块、复位控制模块、位宽转换模块、PMA模块、PCS模块、MAC模块、报文处理模块进行控制，使系统达到速率控制的目的。
更为具体地，在搭建可复用的时钟网络拓扑模型时，具体可以采用如下方案：
1、假设输入的参考时钟clk0＝C0MHz，该参考时钟将会输入到PMA模块内部的锁相环PLL0中，该锁相环通过参数配置模块配置参数A0、A1、A2得到数据时钟恢复模块(CDR)所需的时钟clk1＝C1MHz以及PMA模块需要输出的时钟clk2＝C2MHz。
其中，根据线速率、CDR的配置、PMA模块输出位宽的不同，需要满足以下公式(1)、公式(2)、公式(3)、公式(4)的约束。
公式(1)如下：
C1＝C0×A0；
公式(2)如下：
SL＝C1×A1；
公式(3)如下：
C2＝C0×A0×A2；
公式(4)如下：
SL＝C2×WS；
上述公式中，WS是PMA模块靠用户侧输出的位宽；SL为PMA模块对外接口上的线速率。
2、根据输入的参考时钟clk0，经过时钟管理模块内部的PLL1， 通过分频参数A3、A4将clk0分频得到clk3＝C3MHz、clk4＝C4MHz，它们将满足以公式(5)、公式(6)、公式(7)的约束：
公式(5)如下：
C3＝C0×A3；
公式(6)如下：
SP＝C3×WP＝SL×wp÷wL；
公式(7)如下：
C4＝C0×A4；
其中，SP是PCS模块靠MAC模块侧输出时的线速率；WP是PCS模块靠MAC模块侧输出的位宽；wp是PCS模块靠MAC模块侧的编码位宽；SL为PMA模块对外接口上的线速率；wL为PCS模块靠PMA模块侧的编码位宽。
3、将clk2回传给PMA模块，作为PMA模块靠用户侧的用户工作时钟；将clk3做为PCS模块的输出的随路时钟；将clk4输入给PCS模块作为参数配置的参考时钟；将外部输入的参考时钟clk5＝C5MHz，作为速率切换决策模块、参数配置模块、复位控制模块、PMA模块的输入时钟。
上述图2所示的基于以太网的接口速率控制装置所包含的相应功能模块：速率切换决策模块、参数配置模块、时钟管理模块、复位控制模块、PMA模块、PCS模块、MAC模块、位宽转换模块以及报文处理模块的具体功能定义如下：
速率切换决策模块：该模块与参数配置模块、PCS模块、报文处理模块相连。模块上电时自动启动，在内部按照预定策略决定配置的速率配置模式信息M，然后将M传递给参数配置模块，由参数配置 模块进行相应的时钟、复位及通路选择信号的下发，并反馈配置完成信号config_done。速率切换决策模块通过参数配置模块反馈的config_done、PCS模块反馈PCS的同步信号pcs_sync以及报文处理模块反馈的报文收发正常信号mac_ok来判断配置速率模式是否完成，并上报CPU记录。
参数配置模块：参数配置模块分别与速率切换决策模块、时钟管理模块、复位控制模块、PMA模块、PCS模块、MAC模块、位宽转换模块、报文处理模块相连。该参数配置模块接收速率切换决策模块的速率配置模式信息M，通过与目前的速率配置信号模式判断。如果相同，则不进行任何操作；如果不同，则根据该模式信息，下发配置信息。首先下发对应速率的参数配置参数A0、A1、A2给PMA模块，A3、A4给时钟管理模块，搭建时钟网络；然后下发速率配置信息M给PMA模块、PCS模块、MAC模块、位宽转换模块、报文处理模块，搭建数据通路；最后启动复位控制信号reset_start来使能复位控制模块，使配置生效，当复位控制模块反馈reset_done信号为真时，参数配置模块完成参数的配置，通过配置完成信号config_done有效上报速率切换决策模块参数配置完成。
时钟管理模块：该模块分别与参数配置模块、复位控制模块相连。它主要由锁相环PLL1组成，根据参数配置模块下发的参数A3、A4配置PLL1，然后接收复位控制模块的复位信号进行复位使参数生效，生成稳定的clk3和clk4，并使能时钟锁定指示信号pll1_lock向复位控制模块反馈时钟锁定完成。
复位控制模块。该模块分别与参数配置模块、时钟管理模块、PMA模块、PCS模块相连。根据参数配置模块给出的复位指示reset_start，开始进行复位。首先给出复位指示信号pll1_reset对时钟管理模块进行复位，并根据pll1_lock信号判断复位是否完成；时钟管理模块复位完成后给出复位指示serdes_reset对PMA模块进行复位，并根据PMA模块反馈的复位完成信号serdes_resetdone信号判断复位是否完成；PMA模块复位完成后给出复位指示信号pcs_reset复位PCS模块，PCS模块复位完成后，通过配置复位完成指示信号reset_done为真告知参数配置模块复位完成。
PMA模块：该模块分别与参数配置模块、复位控制模块、PCS模块相连。由参数配置模块下发A0、A1、A2得到内部需要的时钟网络，并且动态配置内部参数，PMA模块按照IEEE802.3规范搭建了所要兼容速率M的PMA层，然后根据serdes_reset对内部进行复位，当复位完成，使能serdes_resetdone信号告知复位控制模块PMA模块复位完成。
PCS模块：该模块分别与速率切换决策模块、参数配置模块、复位控制模块、PMA模块、MAC模块相连。该模块内部按照IEEE 802.3规范搭建了所要兼容速率M的PCS层，通过参数配置模块配置的速率模式M来选择其中1种作为PCS层的通路，然后根据pcs_reset信号对该模块进行复位，按照IEEE802.3规范PCS层同步之后，使能pcs_sync信号告知速率切换决策模块PCS完成同步。
MAC模块：该模块分别与参数配置模块、PCS模块、位宽转换 模块相连，MAC模块按照IEEE802.3规范搭建所要兼容速率M的MAC层。
位宽转换模块：该模块分别与参数配置模块、MAC模块、报文处理模块相连。根据参数配置模块配置，M1速率的位宽都转换为M0位宽。
报文处理模块：该模块与速率切换决策模块、参数配置模块、位宽转换模块相连。在速率切换决策模块启动该模块后，如果该接口所在节点为主节点，则每当从接收的以太网报文的报文类型字段中判断出是特定消息的报文并且目的地址为本节点的地址时，将该以太网报文的源地址提取出来作为目的地址，本节点的地址作为源地址，重新将报文转发回去；如果该接口所在节点是从节点的时候，发送特定报文类型的MAC报文出去，并同时对接收到的以太网报文进行判断，当目的地址是本节点的地址时，使能mac_ok信号告知速率切换决策模块成功接收到报文。
进一步地，速率切换决策模块，还用于在未接收到所述PCS模块反馈的PCS同步信号，则判断所述速率配置模式信息的计数值M是否等于预设阈值M_max–1；若所述速率配置模式信息的计数值M等于预设阈值M_max–1，则判定速率配置失败；否则，将所述速率配置模式信息的计数值M加1，并返回执行：将预设的速率配置模式信息传递给参数配置模块。
进一步地，所述速率切换决策模块，还用于在未接收到所述报文处理模块反馈的报文收发正常信号，则判断所述速率配置模式信息的计数值M是否等于预设阈值M_max–1；若所述速率配置模式信息的计数值M等于预设阈值M_max–1，则判定速率配置失败；否则，将所述速率配置模式信息的计数值M加1，并返回执行：将预设的速率配置模式信息传递给参数配置模块。
进一步地，所述速率切换决策模块，还用于在当前接口所在节点为主节点时，按照所述CPU下发的所需速率配置模式及对应的时钟策略进行速率配置。
进一步地，所述速率切换决策模块，还用于若速率配置结果为速率配置失败，则采用PCS模块能够锁定的速率模式进行手动模式配置。
本实施例通过上述方案，不仅能够在可编程逻辑上搭建一个兼容多速率的接口，还使得该接口可以根据网络环境速率的不同而采用适合的速率进行网络通信，解决了多速率下的网络环境的设备自适应问题，解决了多速率联网的场景中，不同速率的接口无法做到共接口，造成成本以及版本升级和维护的风险增加的问题，并且，利用可编程逻辑器件的高速处理和可编程的特点，降低对CPU的依赖，提高整个系统的处理能力。
以下详细阐述本发明接口速率控制装置的工作原理：
假设默认配置的速率为10Gb/s和1000Mb/s模式，分别对应的速率模式M＝0和M＝1，M_max＝2。
第一步：搭建可复用的时钟网络拓扑模型：
假设输入的参考时钟clk0＝C0＝156.25MHz，该参考时钟将会输入到PMA模块内部的锁相环PLL0中，该锁相环可以通过参数配置模块配置10Gb/s速率所需的参数A0＝33、A1＝2、A2＝1/16得到数据时钟恢复模块(CDR)所需的时钟clk1＝C1＝5156.25MHz以及PMA模块需要输出的时钟clk2＝C2＝322.27MHz。也可以通过参数配置模块配置的1000Mb/s速率所需的参数A0＝4、A1＝2、A2＝1/5得到数据时钟恢复模块(CDR)所需的时钟clk1＝C1＝625MHz以及PMA模块 需要输出的时钟clk2＝C2＝125MHz。
其中，根据线速率、CDR的配置、PMA模块输出位宽的不同，需要满足以下公式(1)、公式(2)、公式(3)、公式(4)的约束。
公式(1)如下：
C1＝C0×A0；
公式(2)如下：
SL＝C1×A1；
公式(3)如下：
C2＝C0×A0×A2；
公式(4)如下：
SL＝C2×WS；
上述公式中，WS是PMA模块靠用户侧输出的位宽(对于10Gb/s速率模式，为32bit，对于1000Mb/s速率模式，为10bit)，SL为PMA模块对外接口上的线速率(对于10Gb/s速率模式，为10312.5Mb/s，对于1000Mb/s速率模式，为1250Mb/s)。
然后，根据输入的参考时钟clk0＝156.25MHz，经过时钟管理模块内部的PLL1，对于10Gb/s速率模式，通过分频参数A3＝1、A4＝2将clk0分频得到clk3＝C3＝156.25MHz、clk4＝C4＝78.125MHz；对于1000Mb/s速率模式，通过分频参数A3＝4/5、A4＝2将clk0分频得到clk3＝C3＝125MHz、clk4＝C4＝78.125MHz；它们将满足以公式(5)、公式(6)、公式(7)的约束：
公式(5)如下：
C3＝C0×A3；
公式(6)如下：
SP＝C3×WP＝SL×wp÷wL；
公式(7)如下：
C4＝C0×A4；
其中，SP是PCS模块靠MAC模块侧输出时的线速率(对于10Gb/s速率模式，为10Gb/s，对于1000Mb/s速率模式，为1000Mb/s)，WP是PCS模块靠MAC模块侧输出的位宽(对于10Gb/s速率模式，为64bit，对于1000Mb/s速率模式，为8bit)，wp是PCS模块靠MAC模块侧的编码位宽(对于10Gb/s速率模式，为64bit，对于1000Mb/s速率模式，为8bit)；SL为PMA模块对外接口上的线速率(对于10Gb/s速率模式，为10312.5Mb/s，对于1000Mb/s速率模式，为1250Mb/s)。wL为PCS模块靠PMA模块侧的编码位宽(对于10Gb/s速率模式，为66bit，对于1000Mb/s速率模式，为10bit)。
之后，将clk2回传给PMA模块，作为PMA模块靠用户侧的工作时钟；将clk3做为PCS模块的输出的随路时钟；将clk4输入给PCS模块作为参数配置的参考时钟；将外部输入的参考时钟clk5＝C5＝41.25MHz。作为速率切换决策模块、参数配置模块、复位控制模块、PMA模块的输入时钟。
第二步：按照图2所示，将模块进行如下划分：
速率切换决策模块。该模块与参数配置模块、PCS模块、报文处理模块相连。模块上电时自动启动，在内部按照预定策略决定配置的 速率模式M，然后将M传递给参数配置模块，由参数配置模块进行相应的时钟、复位及通路选择信号的下发，并反馈配置完成信号config_done。速率切换决策模块通过参数配置模块反馈的config_done、PCS模块反馈PCS的同步信号pcs_sync以及报文处理模块反馈的报文收发正常信号mac_ok来判断配置速率模式是否完成，并上报CPU记录。
参数配置模块。参数配置模块分别与速率切换决策模块、时钟管理模块、复位控制模块、PMA模块、PCS模块、MAC模块、位宽转换模块、报文处理模块相连。该模块接收速率切换决策模块的速率模式信息M，通过与目前的速率配置信号模式M判断。如果相同，则不进行任何操作；如果不同，则根据该模式信息，下发配置信息。首先下发对应速率的参数配置参数A0、A1、A2给PMA模块，A3、A4给时钟管理模块，搭建时钟网络；然后下发速率配置信息M给PMA模块、PCS模块、MAC模块、位宽转换模块、报文处理模块，搭建数据通路；最后启动复位控制信号reset_start来使能复位控制模块，当复位控制模块反馈reset_done信号为1时，参数配置模块完成参数的配置，通过配置完成信号config_done为1上报速率切换决策模块参数配置完成。
时钟管理模块。该模块分别与参数配置模块、复位控制模块相连。它主要由锁相环PLL1组成，根据参数配置模块下发的参数A3、A4配置PLL1，然后接收复位控制模块的复位信号进行复位使参数生效，生成稳定的clk3和clk4，并配置时钟锁定指示信号pll1_lock为1向 复位控制模块反馈时钟锁定完成。
复位控制模块。该模块分别与参数配置模块、时钟管理模块、PMA模块、PCS模块相连。根据参数配置模块给出的复位指示reset_start，开始进行复位。首先给出复位指示信号pll1_reset对时钟管理模块进行复位，并根据pll1_lock信号判断复位是否完成；时钟管理模块复位完成后给出复位指示serdes_reset对PMA模块进行复位，并根据PMA模块反馈的复位完成信号serdes_resetdone信号判断复位是否完成；PMA模块复位完成后给出复位指示信号pcs_reset复位PCS模块，PCS模块复位完成后，通过配置复位完成指示信号reset_done为1告知参数配置模块复位完成。
PMA模块。该模块分别与参数配置模块、复位控制模块、PCS模块相连。该模块可以由可编程逻辑自带的硬核构建，由参数配置模块下发A0、A1、A2得到内部需要的时钟网络，并且动态配置内部参数，按照IEEE 802.3规范搭建了所要兼容速率M的PMA层，然后根据serdes_reset对内部进行复位，当复位完成，配置serdes_resetdone信号为1告知复位控制模块PMA模块复位完成。
PCS模块。该模块分别与速率切换决策模块、参数配置模块、复位控制模块、PMA模块、MAC模块相连。该模块可由可编程逻辑自带的10Gb/s和1000Mb速率的软核构建，在内部按照IEEE 802.3规范搭建了PCS层，通过参数配置模块配置的速率模式M来选择其中1种通路作为PCS层的通路，然后根据pcs_reset信号对该模块进行复位，软核指示PCS层同步之后，配置pcs_sync信号为1告知速率 切换决策模块PCS完成同步。
MAC模块。该模块分别与参数配置模块、PCS模块、位宽转换模块相连，该模块可由可编程逻辑自带的10Gb/s和1000Mb速率的软核构建，按照IEEE802.3规范搭建了MAC层。
位宽转换模块。该模块分别与参数配置模块、MAC模块、报文处理模块相连。根据参数配置模块配置，1000Mb/s速率的位宽8bit都转换为10Gb/s速率的位宽64bit。
报文处理模块。该模块与速率切换决策模块、参数配置模块、位宽转换模块相连。在速率切换决策模块启动该模块后，如果该接口所在节点为主节点，则每当从接收的以太网报文的报文类型字段中判断出是特定消息的报文并且目的MAC地址为本板的MAC地址时，将该以太网报文的源MAC地址提取出来作为目的MAC地址，本板的MAC地址作为源MAC地址，重新将报文转发回去；如果该接口所在节点是从节点的时候，发送特定报文类型的MAC报文出去，并同时对接收到的以太网报文进行判断，当目的MAC地址是本节点的MAC地址时，配置mac_ok信号为1告知速率切换决策模块成功接收到报文。
第三步，假设需要配置M_max种速率，具体流程如图3所示：
301)启动进程，判断是否从节点并且启动自适应进程。如果是，则进入302)步，否则，则进入309)步。
302)将速率配置信息M置0，进入303)步。
303)按照默认的线速率SL的速率模式信息M对应的参数配置方 式，按照第二步中启动参数配置模块和复位控制模块描述的方式进行参数配置及复位流程。然后进入304)步。
304)监测PCS模块模式M对应的PCS锁定信号是否锁定。等待n1＝2秒后，查看PCS模块的反馈的PCS是否同步，如果同步，则进入305)步；如果没有同步，则进入307)步。
305)根据下发的目的MAC地址dst_addr0＝48’h112233445566和源MAC地址src_addr0＝48’h665544332211以及特定报文类型pack_type＝16’h9800，组成以太网报文，每隔n1＝0.3秒对外发送一次，然后进入306)步。
306)在发送报文的同时，在接收测对正确的以太网报文进行解析，提取报文中的目的MAC地址dst_addr1，如果n2秒内接收到的报文的能够使得dst_addr1＝src_mac0＝48’h665544332211，则表示能够正常收发报文，进入311)步；反之，则表示不能够正常收发报文，则进入307)步。
307)如果速率模式信息M＝M_max-1＝1，则代表速率配置失败，进入311)步，反之，则进入308)步。
308)将速率模式信息M加1，进入303步)。
309)按照下发的线速率S的速率模式信息M及时钟方案进行配置。然后进入310)步。
310)监测PCS模块模式M对应的PCS锁定信号是否锁定。等待n0＝2秒后，查看PCS模块的反馈的PCS是否同步，然后进入311)步。
311)上报配置结果(如果都失败，选择其中PCS能够锁定的速率模式进行手动模式配置)，主节点启动报文处理模块，其转发报文的本板地址为src_addr1＝48’h112233445566。
按照上述流程完成速率自适应的切换和配置。
本实施例通过上述方案，在启动进程后，判断当前接口所在节点是否为从节点；在当前接口所在节点为从节点时，按照预设的速率配置模式及对应的时钟策略，控制相应的功能模块进行接口速率参数配置、复位流程及报文处理，根据相应的功能模块反馈的信号来判断速率配置模式是否完成，并向CPU上报速率配置结果，该方案不仅能够在可编程逻辑上搭建一个兼容多速率的接口，还使得该接口可以根据网络环境速率的不同而采用适合的速率进行网络通信，解决了多速率下的网络环境的设备自适应问题，解决了多速率联网的场景中，不同速率的接口无法做到共接口，造成成本以及版本升级和维护的风险增加的问题，并且，利用可编程逻辑器件的高速处理和可编程的特点，降低对CPU的依赖，提高整个系统的处理能力。
如图4所示，本发明较佳实施例提出一种基于以太网的接口速率控制方法，基于上述接口速率控制装置而实施，该方法包括：
步骤S101，在启动进程后，判断当前接口所在节点是否为从节点；
步骤S102，在当前接口所在节点为从节点时，按照预设的速率配置模式及对应的时钟策略，控制相应的功能模块进行接口速率参数配置、复位流程及报文处理，根据所述相应的功能模块反馈的信号来判断速率配置模式是否完成；
步骤S103，向CPU上报速率配置结果。
具体地，为实现本发明实施例中对以太网接口速率控制的方案，首先需要搭建可复用的时钟网络拓扑模型。根据IEEE 802.3，不同速率的以太网接口的工作时钟是不同的。可以按照图1所示，搭建时钟网络，为接口工作提供各种频率工作时钟。
然后，还需要定义执行以太网接口速率控制功能的装置所包含的相应功能模块，如图2所示，作为一种实施方式，该装置可以包括速率切换决策模块、参数配置模块、时钟管理模块、复位控制模块、PMA模块、PCS模块、MAC模块、位宽转换模块、报文处理模块。按照图2所示进行连接，搭建出整体系统架构。需要说明的是，根据实际需要，也可以省略相应的功能模块，另外，上述一个或多个功能模块的功能也可以复用或集成，比如位宽转换模块可以省略，又或者将MAC模块和位宽转换模块集成在报文处理模块上，因此可以根据需要选择设置相应的模块。以下各实施例均以图2所示的系统架构来实施。
之后，通过速率切换决策模块调动参数配置模块，对时钟管理模块、复位控制模块、位宽转换模块、PMA模块、PCS模块、MAC模块、报文处理模块进行控制，使系统达到速率控制的目的。
更为具体地，在当前接口所在节点为从节点时，按照预设的速率配置模式及对应的时钟策略，控制相应的功能模块进行接口速率参数配置、复位流程及报文处理，根据所述相应的功能模块反馈的信号来判断速率配置模式是否完成的过程可以包括：
在当前接口所在节点为从节点时，速率切换决策模块将预设的速率配置模式信息传递给参数配置模块；
所述参数配置模块判断接收到的速率配置模式信息与当前的速率配置模式信息是否相同，若相同，则不作处理；否则，进行相应速率配置参数的下发，以搭建时钟网络、数据通路，并控制复位控制模块及PCS模块进行复位控制操作；
当所述速率切换决策模块接收到所述参数配置模块反馈的配置完成信号后，监测是否接收到所述PCS模块反馈的PCS同步信号；
若接收到所述PCS模块反馈的PCS同步信号，则监测是否接收到报文处理模块反馈的报文收发正常信号；
若接收到所述报文处理模块反馈的报文收发正常信号，则所述速率切换决策模块判断速率配置模式完成。
其中，若未接收到所述PCS模块反馈的PCS同步信号，则所述速率切换决策模块判断所述速率配置模式信息的计数值M是否等于预设阈值M_max–1；
若所述速率配置模式信息的计数值M等于预设阈值M_max–1，则判定速率配置失败；否则，
将所述速率配置模式信息的计数值M加1，并返回执行步骤：将预设的速率配置模式信息传递给参数配置模块。
其中，若未接收到所述报文处理模块反馈的报文收发正常信号，则所述速率切换决策模块判断所述速率配置模式信息的计数值M是否等于预设阈值M_max–1；
若所述速率配置模式信息的计数值M等于预设阈值M_max–1，则判定速率配置失败；否则，
将所述速率配置模式信息的计数值M加1，并返回执行步骤：将预设的速率配置模式信息传递给参数配置模块。
此外，在当前接口所在节点为主节点时，按照所述CPU下发的所需速率配置模式及对应的时钟策略进行速率配置。
与现有技术相比，本发明将不同速率的接口集合在一个接口上得以实现，并且能够通过一定的策略来自动识别当前速率并进行速率切换，大大降低了多速率下的网络设备的成本以及版本升级和管理风险。
下面结合图3对本发明实施例方案进行详细阐述：
假设默认配置的速率为10Gb/s和1000Mb/s模式，分别对应的速率模式M＝0和M＝1，M_max＝2。
第一步：搭建可复用的时钟网络拓扑模型：
假设输入的参考时钟clk0＝C0＝156.25MHz，该参考时钟将会输 入到PMA模块内部的锁相环PLL0中，该锁相环可以通过参数配置模块配置10Gb/s速率所需的参数A0＝33、A1＝2、A2＝1/16得到数据时钟恢复模块(CDR)所需的时钟clk1＝C1＝5156.25MHz以及PMA模块需要输出的时钟clk2＝C2＝322.27MHz。也可以通过参数配置模块配置的1000Mb/s速率所需的参数A0＝4、A1＝2、A2＝1/5得到数据时钟恢复模块(CDR)所需的时钟clk1＝C1＝625MHz以及PMA模块需要输出的时钟clk2＝C2＝125MHz。
其中，根据线速率、CDR的配置、PMA模块输出位宽的不同，需要满足以下公式(1)、公式(2)、公式(3)、公式(4)的约束。
公式(1)如下：
C1＝C0×A0；
公式(2)如下：
SL＝C1×A1；
公式(3)如下：
C2＝C0×A0×A2；
公式(4)如下：
SL＝C2×WS；
上述公式中，WS是PMA模块靠用户侧输出的位宽(对于10Gb/s速率模式，为32bit，对于1000Mb/s速率模式，为10bit)，SL为PMA模块对外接口上的线速率(对于10Gb/s速率模式，为10312.5Mb/s，对于1000Mb/s速率模式，为1250Mb/s)。
然后，根据输入的参考时钟clk0＝156.25MHz，经过时钟管理模块内部的PLL1，对于10Gb/s速率模式，通过分频参数A3＝1、A4＝2将clk0分频得到clk3＝C3＝156.25MHz、clk4＝C4＝78.125MHz；对于1000Mb/s速率模式，通过分频参数A3＝4/5、A4＝2将clk0分频得到clk3＝C3＝125MHz、clk4＝C4＝78.125MHz；它们将满足以公式(5)、公式(6)、公式(7)的约束：
公式(5)如下：
C3＝C0×A3；
公式(6)如下：
SP＝C3×WP＝SL×wp÷wL；
公式(7)如下：
C4＝C0×A4；
其中，SP是PCS模块靠MAC模块侧输出时的线速率(对于10Gb/s速率模式，为10Gb/s，对于1000Mb/s速率模式，为1000Mb/s)，WP是PCS模块靠MAC模块侧输出的位宽(对于10Gb/s速率模式，为64bit，对于1000Mb/s速率模式，为8bit)，wp是PCS模块靠MAC模块侧的编码位宽(对于10Gb/s速率模式，为64bit，对于1000Mb/s速率模式，为8bit)；SL为PMA模块对外接口上的线速率(对于10Gb/s速率模式，为10312.5Mb/s，对于1000Mb/s速率模式，为1250Mb/s)。wL为PCS模块靠PMA模块侧的编码位宽(对于10Gb/s速率模式，为66bit，对于1000Mb/s速率模式，为10bit)。
之后，将clk2回传给PMA模块，作为PMA模块靠用户侧的工 作时钟；将clk3做为PCS模块的输出的随路时钟；将clk4输入给PCS模块作为参数配置的参考时钟；将外部输入的参考时钟clk5＝C5＝41.25MHz。作为速率切换决策模块、参数配置模块、复位控制模块、PMA模块的输入时钟。
第二步：按照图2所示，将模块进行如下划分：
速率切换决策模块。该模块与参数配置模块、PCS模块、报文处理模块相连。模块上电时自动启动，在内部按照预定策略决定配置的速率模式M，然后将M传递给参数配置模块，由参数配置模块进行相应的时钟、复位及通路选择信号的下发，并反馈配置完成信号config_done。速率切换决策模块通过参数配置模块反馈的config_done、PCS模块反馈PCS的同步信号pcs_sync以及报文处理模块反馈的报文收发正常信号mac_ok来判断配置速率模式是否完成，并上报CPU记录。
参数配置模块。参数配置模块分别与速率切换决策模块、时钟管理模块、复位控制模块、PMA模块、PCS模块、MAC模块、位宽转换模块、报文处理模块相连。该模块接收速率切换决策模块的速率模式信息M，通过与目前的速率配置信号模式M判断。如果相同，则不进行任何操作；如果不同，则根据该模式信息，下发配置信息。首先下发对应速率的参数配置参数A0、A1、A2给PMA模块，A3、A4给时钟管理模块，搭建时钟网络；然后下发速率配置信息M给PMA模块、PCS模块、MAC模块、位宽转换模块、报文处理模块，搭建数据通路；最后启动复位控制信号reset_start来使能复位控制模块，当复位控制模块反馈reset_done信号为1时，参数配置模块完成参数的 配置，通过配置完成信号config_done为1上报速率切换决策模块参数配置完成。
时钟管理模块。该模块分别与参数配置模块、复位控制模块相连。它主要由锁相环PLL1组成，根据参数配置模块下发的参数A3、A4配置PLL1，然后接收复位控制模块的复位信号进行复位使参数生效，生成稳定的clk3和clk4，并配置时钟锁定指示信号pll1_lock为1向复位控制模块反馈时钟锁定完成。
复位控制模块。该模块分别与参数配置模块、时钟管理模块、PMA模块、PCS模块相连。根据参数配置模块给出的复位指示reset_start，开始进行复位。首先给出复位指示信号pll1_reset对时钟管理模块进行复位，并根据pll1_lock信号判断复位是否完成；时钟管理模块复位完成后给出复位指示serdes_reset对PMA模块进行复位，并根据PMA模块反馈的复位完成信号serdes_resetdone信号判断复位是否完成；PMA模块复位完成后给出复位指示信号pcs_reset复位PCS模块，PCS模块复位完成后，通过配置复位完成指示信号reset_done为1告知参数配置模块复位完成。
PMA模块。该模块分别与参数配置模块、复位控制模块、PCS模块相连。该模块可以由可编程逻辑自带的硬核构建，由参数配置模块下发A0、A1、A2得到内部需要的时钟网络，并且动态配置内部参数，按照IEEE 802.3规范搭建了所要兼容速率M的PMA层，然后根据serdes_reset对内部进行复位，当复位完成，配置serdes_resetdone信号为1告知复位控制模块PMA模块复位完成。
PCS模块。该模块分别与速率切换决策模块、参数配置模块、复位控制模块、PMA模块、MAC模块相连。该模块可由可编程逻辑自带的10Gb/s和1000Mb速率的软核构建，在内部按照IEEE 802.3规范搭建了PCS层，通过参数配置模块配置的速率模式M来选择其中1种通路作为PCS层的通路，然后根据pcs_reset信号对该模块进行复位，软核指示PCS层同步之后，配置pcs_sync信号为1告知速率切换决策模块PCS完成同步。
MAC模块。该模块分别与参数配置模块、PCS模块、位宽转换模块相连，该模块可由可编程逻辑自带的10Gb/s和1000Mb速率的软核构建，按照IEEE802.3规范搭建了MAC层。
位宽转换模块。该模块分别与参数配置模块、MAC模块、报文处理模块相连。根据参数配置模块配置，1000Mb/s速率的位宽8bit都转换为10Gb/s速率的位宽64bit。
报文处理模块。该模块与速率切换决策模块、参数配置模块、位宽转换模块相连。在速率切换决策模块启动该模块后，如果该接口所在节点为主节点，则每当从接收的以太网报文的报文类型字段中判断出是特定消息的报文并且目的MAC地址为本板的MAC地址时，将该以太网报文的源MAC地址提取出来作为目的MAC地址，本板的MAC地址作为源MAC地址，重新将报文转发回去；如果该接口所在节点是从节点的时候，发送特定报文类型的MAC报文出去，并同时对接收到的以太网报文进行判断，当目的MAC地址是本节点的MAC地址时，配置mac_ok信号为1告知速率切换决策模块成功接 收到报文。
第三步，假设需要配置M_max种速率，具体流程如图3所示：
301)启动进程，判断是否从节点并且启动自适应进程。如果是，则进入302)步，否则，则进入309)步。
302)将速率配置信息M置0，进入303)步。
303)按照默认的线速率SL的速率模式信息M对应的参数配置方式，按照第二步中启动参数配置模块和复位控制模块描述的方式进行参数配置及复位流程。然后进入304)步。
304)监测PCS模块模式M对应的PCS锁定信号是否锁定。等待n1＝2秒后，查看PCS模块的反馈的PCS是否同步，如果同步，则进入305)步；如果没有同步，则进入307)步。
305)根据下发的目的MAC地址dst_addr0＝48’h112233445566和源MAC地址src_addr0＝48’h665544332211以及特定报文类型pack_type＝16’h9800，组成以太网报文，每隔n1＝0.3秒对外发送一次，然后进入306)步。
306)在发送报文的同时，在接收测对正确的以太网报文进行解析，提取报文中的目的MAC地址dst_addr1，如果n2秒内接收到的报文的能够使得dst_addr1＝src_mac0＝48’h665544332211，则表示能够正常收发报文，进入311)步；反之，则表示不能够正常收发报文，则进入307)步。
307)如果速率模式信息M＝M_max-1＝1，则代表速率配置失败，进入311)步，反之，则进入308)步。
308)将速率模式信息M加1，进入303步)。
309)按照下发的线速率S的速率模式信息M及时钟方案进行配置。然后进入310)步。
310)监测PCS模块模式M对应的PCS锁定信号是否锁定。等待n0＝2秒后，查看PCS模块的反馈的PCS是否同步，然后进入311)步。
311)上报配置结果(如果都失败，选择其中PCS能够锁定的速率模式进行手动模式配置)，主节点启动报文处理模块，其转发报文的本板地址为src_addr1＝48’h112233445566。
按照上述流程完成速率自适应的切换和配置。
本实施例通过上述方案，在启动进程后，判断当前接口所在节点是否为从节点；在当前接口所在节点为从节点时，按照预设的速率配置模式及对应的时钟策略，控制相应的功能模块进行接口速率参数配置、复位流程及报文处理，根据相应的功能模块反馈的信号来判断速率配置模式是否完成，并向CPU上报速率配置结果，该方案不仅能够在可编程逻辑上搭建一个兼容多速率的接口，还使得该接口可以根据网络环境速率的不同而采用适合的速率进行网络通信，解决了多速率下的网络环境的设备自适应问题，解决了多速率联网的场景中，不同速率的接口无法做到共接口，造成成本以及版本升级和维护的风险增加的问题，并且，利用可编程逻辑器件的高速处理和可编程的特点，降低对CPU的依赖，提高整个系统的处理能力。
还需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素， 并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (15)
1.一种基于以太网的接口速率控制方法，其特征在于，包括：
在启动进程后，判断当前接口所在节点是否为从节点；
在当前接口所在节点为从节点时，按照预设的速率配置模式及对应的时钟策略，控制相应的功能模块进行接口速率参数配置、复位流程及报文处理，根据所述相应的功能模块反馈的信号来判断速率配置模式是否完成,所述信号包括配置完成信号、PCS同步信号、报文收发正常信号；
向CPU上报速率配置结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在当前接口所在节点为从节点时，按照预设的速率配置模式及对应的时钟策略，控制相应的功能模块进行接口速率参数配置、复位流程及报文处理，根据所述相应的功能模块反馈的信号来判断速率配置模式是否完成的步骤包括：
在当前接口所在节点为从节点时，速率切换决策模块将预设的速率配置模式信息传递给参数配置模块；
所述参数配置模块判断接收到的速率配置模式信息与当前的速率配置模式信息是否相同，若相同，则不作处理；否则，进行相应速率配置参数的下发，以搭建时钟网络、数据通路，并控制复位控制模块及PCS模块进行复位控制操作；
当所述速率切换决策模块接收到所述参数配置模块反馈的配置完成信号后，监测是否接收到所述PCS模块反馈的PCS同步信号；
若接收到所述PCS模块反馈的PCS同步信号，则监测是否接收到报文处理模块反馈的报文收发正常信号；
若接收到所述报文处理模块反馈的报文收发正常信号，则所述速率切换决策模块判断速率配置模式完成。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述监测是否接收到所述PCS模块反馈的PCS同步信号的步骤之后还包括：
若未接收到所述PCS模块反馈的PCS同步信号，则所述速率切换决策模块判断所述速率配置模式信息的计数值M是否等于预设阈值M_max–1；
若所述速率配置模式信息的计数值M等于预设阈值M_max–1，则判定速率配置失败；否则，
将所述速率配置模式信息的计数值M加1，并返回执行步骤：将预设的速率配置模式信息传递给参数配置模块。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述监测是否接收到报文处理模块反馈的报文收发正常信号的步骤之后还包括：
若未接收到所述报文处理模块反馈的报文收发正常信号，则所述速率切换决策模块判断所述速率配置模式信息的计数值M是否等于预设阈值M_max–1；
若所述速率配置模式信息的计数值M等于预设阈值M_max–1，则判定速率配置失败；否则，
将所述速率配置模式信息的计数值M加1，并返回执行步骤：将预设的速率配置模式信息传递给参数配置模块。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述判断当前接口所在节点是否为从节点的步骤之后还包括：
在当前接口所在节点为主节点时，按照所述CPU下发的所需速率配置模式及对应的时钟策略进行速率配置。
6.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述向CPU上报速率配置结果的步骤中包括：
若速率配置结果为速率配置失败，则采用PCS模块能够锁定的速率模式进行手动模式配置。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在启动进程前，搭建可复用的时钟网络拓扑模型。
8.一种基于以太网的接口速率控制装置，其特征在于，包括：速率切换决策模块以及相应的功能模块，其中：
所述速率切换决策模块，用于在启动进程后，判断当前接口所在节点是否为从节点；在当前接口所在节点为从节点时，按照预设的速率配置模式及对应的时钟策略，控制相应的功能模块进行接口速率参数配置、复位流程及报文处理，根据所述相应的功能模块反馈的信号来判断速率配置模式是否完成，所述信号包括配置完成信号、PCS同步信号、报文收发正常信号,并向CPU上报速率配置结果。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述相应的功能模块至少包括：参数配置模块、PCS模块、复位控制模块以及报文处理模块；所述参数配置模块分别与速率切换决策模块、复位控制模块、PCS模块及报文处理模块相连；
所述速率切换决策模块，还用于在当前接口所在节点为从节点时，将预设的速率配置模式信息传递给参数配置模块；
所述参数配置模块，用于判断接收到的速率配置模式信息与当前的速率配置模式信息是否相同，若相同，则不作处理；否则，进行相应速率配置参数的下发，以搭建时钟网络、数据通路，并控制复位控制模块及PCS模块进行复位控制操作；在完成速率参数配置后，向所述速率切换决策模块反馈配置完成信号；
所述复位控制模块，分别与参数配置模块、PCS模块相连，用于根据参数配置模块给出的复位指示进行复位，在复位完成后给出复位指示信号给PCS模块；
所述PCS模块，用于在复位完成后，通过配置复位完成指示信号告知所述参数配置模块复位完成；
所述报文处理模块，用于在当前接口所在节点为从节点时，对外发送指定报文类型的MAC报文，并对接收到的以太网报文进行判断，当接收到的报文的目的地址是本节点的地址时，向速率切换决策模块发送报文收发正常信号；
所述速率切换决策模块，还用于在接收到所述参数配置模块反馈的配置完成信号后，监测是否接收到所述PCS模块反馈的PCS同步信号；若接收到所述PCS模块反馈的PCS同步信号，则监测是否接收到报文处理模块反馈的报文收发正常信号；若接收到所述报文处理模块反馈的报文收发正常信号，则判断速率配置模式完成。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述相应的功能模块还包括：PMA模块、时钟管理模块；所述参数配置模块还分别与PMA模块、时钟管理模块相连；其中：
所述参数配置模块，还用于在判断接收到的速率配置模式信息与当前的速率配置模式信息相同时，向所述PMA模块、时钟管理模块下发相应的速率配置参数，以搭建时钟网络，向所述PMA模块、PCS模块及报文处理模块下发速率配置模式信息，以搭建数据通路，并控制复位控制模块及PCS模块进行复位控制操作；
所述时钟管理模块，分别与参数配置模块、复位控制模块相连，用于根据所述参数配置模块下发的速率配置参数配置锁相环，接收所述复位控制模块的复位信号进行复位使参数生效，生成稳定的时钟，并反馈时钟锁定指示信号给所述复位控制模块；
所述复位控制模块，分别与参数配置模块、时钟管理模块、PMA模块、PCS模块相连，用于根据参数配置模块给出的复位指示进行复位，并根据PMA模块反馈的复位完成信号判断复位是否完成，在PMA模块复位完成后给出复位指示信号给PCS模块。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，
所述报文处理模块，还用于在当前接口所在节点为主节点时，当从接收的以太网报文的报文类型字段中判断出是特定消息的报文并且目的地址为本节点的地址时，将该以太网报文的源地址提取出来作为目的地址，将本节点的地址作为源地址，重新将以太网报文转发回去。
12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，
所述速率切换决策模块，还用于在未接收到所述PCS模块反馈的PCS同步信号，则判断所述速率配置模式信息的计数值M是否等于预设阈值M_max–1；若所述速率配置模式信息的计数值M等于预设阈值M_max–1，则判定速率配置失败；否则，将所述速率配置模式信息的计数值M加1，并返回执行：将预设的速率配置模式信息传递给参数配置模块。
13.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，
所述速率切换决策模块，还用于在未接收到所述报文处理模块反馈的报文收发正常信号，则判断所述速率配置模式信息的计数值M是否等于预设阈值M_max–1；若所述速率配置模式信息的计数值M等于预设阈值M_max–1，则判定速率配置失败；否则，将所述速率配置模式信息的计数值M加1，并返回执行：将预设的速率配置模式信息传递给参数配置模块。
14.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，
所述速率切换决策模块，还用于在当前接口所在节点为主节点时，按照所述CPU下发的所需速率配置模式及对应的时钟策略进行速率配置。
15.根据权利要求10-14中任一项所述的装置，其特征在于，
所述速率切换决策模块，还用于若速率配置结果为速率配置失败，则采用PCS模块能够锁定的速率模式进行手动模式配置。
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