CN107248883B - 一种面向高吞吐量负载平衡硬件的实时监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种面向高吞吐量负载平衡硬件的实时监测系统，包括：光纤数据接收模块，通过FIFO接收来自光口的下行光纤数据；随帧监测信息采集模块，对光纤数据接收模块接收的每一帧数据进行监测，并监测数据处理模块是否正常工作，输出所述监测信息；数据处理模块，完成光纤数据的接收，按照工作模式选择，将光纤数据进行合并，将合并后的数据写入DDR读写模块；DDR读写模块，完成光纤数据的有效帧和所述监测信息的存储和读出；数据分配模块，将DDR读写模块存储的数据和所述监测信息按帧读出；数据发送模块，模块根据ID号选择处理簇并将光纤数据输出。有意效果：通过对资源的合理配置，实现了高吞吐量实时数字信号处理系统中负载平衡的实时监测方法，节省了芯片的面积，同时满足系统实时性和稳定性的要求。

Description

一种面向高吞吐量负载平衡硬件的实时监测系统

技术领域

本发明属于实时数字信号处理系统领域，尤其涉及一种面向高吞吐量负载平衡硬件的实时监测方法。

背景技术

数字信号处理技术广泛应用于多媒体、数据通信、雷达成像、地质探测、航空航天等工程技术领域，近年来又成为人工智能、模式识别、神经网络等新兴学科的理论基础之一，涉及范围非常广泛。

近年来，随着数字传输技术的迅猛发展，信息交换量与日俱增以及人们对带宽需求的爆炸性增长，集成电路设计规模和复杂度的不断增加，以及外设接口要求越来越丰富，在高速数字信号处理系统中对数据流的实时监测带来了更多的挑战。如果有一种面向高吞吐量负载平衡硬件的实时监测方法，即可有效减少模块间监测信号的通信，降低硬件在高吞吐量数据下的实时监测难度，帮助快速定位系统中的故障。

发明内容

本发明目的在于应用于实时数字信号处理系统中，为高吞吐量硬件系统设计提供一种实时监测的方法，具体由以下技术方案实现：

所述信号接口处理板状态信息监测系统，包括：

光纤数据接收模块，通过FIFO接收来自光口的下行光纤数据；

随帧监测信息采集模块，对光纤数据接收模块接收的每一帧数据进行监测，并监测数据处理模块是否正常工作，输出所述监测信息；

数据处理模块，完成光纤数据的接收，按照工作模式选择，将光纤数据进行合并，将合并后的数据写入DDR读写模块；

DDR读写模块，完成光纤数据的有效帧和所述监测信息的存储和读出；

数据分配模块，将DDR读写模块存储的数据和所述监测信息按帧读出；

数据发送模块，模块根据ID号选择处理簇并将光纤数据输出。

所述面向高吞吐量负载平衡硬件的实时监测系统的进一步设计在于，所述光纤数据为来自16路光口的16路RocketIO数据，每路RocketIO数据速率为8Gbps，光纤数据格式为：每帧数据包含SOD K码、EOC K码以及EOD K码，SOD K码和EOC K码之间为包头数据，EOCK码和EOD K码之间为下行数据。

所述面向高吞吐量负载平衡硬件的实时监测系统的进一步设计在于，所述每一帧RocketIO数据包括帧起始K码、包头结束K码、帧结束K码、包头数据、传输数据，其中的包头数据包括工作模式字、包头校验码以及帧长度。

所述面向高吞吐量负载平衡硬件的实时监测系统的进一步设计在于，数据发送模块通过对所述K码的识别，发送帧起始、帧结束标志，完成对包头数据的校验和发送，以及数据的发送。

所述面向高吞吐量负载平衡硬件的实时监测系统的进一步设计在于，由所述监测信息采集模块输出的监测信息包括计数器信号，计数器信号中的不同的计数值对应不同类型的监测信号。

所述面向高吞吐量负载平衡硬件的实时监测系统的进一步设计在于，将所述监测信息与光纤数据分别用FIFO寄存器先缓存同步，待数据与所述监测信息进入DDR缓存后根据后续请求一并读出。

所述面向高吞吐量负载平衡硬件的实时监测系统的进一步设计在于，所述数据接受模块与数据处理模块中带有监测采集信号，采集的监测信号经过跨时钟处理后将传输至所述监测信号采集模块。

所述面向高吞吐量负载平衡硬件的实时监测系统的进一步设计在于，所述每4路光口为一组，完成4路数据的接收、缓存、监测以及分发，针对每个光口，设置第一级FIFO寄存器，数据以包为传送单位，每包解出SRIO ID和目的地址信息，所述数据包根据其源节点的不同发送到各自的FIFO中。

所述面向高吞吐量负载平衡硬件的实时监测系统的进一步设计在于，数据发送模块通过4路x4 SRIO输出SRIO数据包。

所述面向高吞吐量负载平衡硬件的实时监测系统的进一步设计在于，所述输出的SRIO数据包由多核处理器处理后传输至PC端，获得硬件系统内数据流的监测回馈信息，用以判断硬件工作状态。

本发明的优点如下：

本发明提供的面向高吞吐量负载平衡硬件的实时监测方法，在较少的资源下，通过对资源的合理配置，实现了高吞吐量实时数字信号处理系统中负载平衡的实时监测方法，节省了芯片的面积，同时满足系统实时性和稳定性的要求。

附图说明

图1是随帧监测信息模块的示意图。

图2是光纤数据接受模块的示意图。

图3是高吞吐量负载平衡系统的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明方案进行详细说明。

本实施例的，本实施例的面向高吞吐量负载平衡硬件的实时监测系统主要由光纤数据接收模块、随帧监测信息采集模块、数据处理模块、DDR读写模块、数据分配模块以及数据发送模块，系统框图参见图3。具体的。光纤数据接收模块，接收来自16路光口的16路下行光纤数据，通过FIFO收数。随帧监测信息采集模块，对光纤数据接收模块接收的每一帧数据所包含的重要信息进行监测，并监测数据处理模块是否正常工作，输出所述监测信息。数据处理模块，完成16路下行数据的接收，按照工作模式选择某些光纤的数据合并，以确保每组DDR通过的数据量一致，将合并后的数据准备写入DDR读写模块。DDR读写模块，完成16路RocketIO数据的有效帧和所述监测信息的存储和读出，需要控制4组DDR同时读写以满足数据高吞吐率需求。数据分配模块，将DDR存储的数据和所述监测信息按帧读出。数据发送模块，模块根据ID号选择处理簇并将数据以4路x4 SRIO送出。整个系统通过RocketIO和SRIO接口与背板连接。

其中，帧数据通过4路X4SRIO发送往指定的处理簇，4路X4SRIO分别控制，因此要进行分数。每路X4SRIO发送包头与存入每组DDR的数据和随帧监测信息，并加上帧起始门铃和帧结束门铃。

如图2所示，光纤数据接收模块接收来自光口的16路下行光纤数据，通过FIFO收数，输入数据为16路RocketIO数据，每路RocketIO数据速率为8Gbps，数据格式如下：每帧数据包含3个K码，分别是SOD K码、EOC K码和EOD K码，SOD K码和EOC K码之间为包头数据，EOC K码和EOD K码之间为下行数据。每一帧RocketIO数据包括帧起始K码、包头结束K码、帧结束K码、包头数据、传输数据，其中的包头数据应包括工作模式字、包头校验码、帧长度等信息。光纤数据接收模块主要通过对这些K码的识别，发送帧起始/帧结束标志，完成对包头数据的校验和发送，以及数据的发送。

部分随帧监测信号从光纤数据接受模块中采集并输出至随帧信息采集模块，以便与其他模块采集的监测信号同步统一输出，如图1所示。其中，经过处理的有效帧数据与随帧监测信息分别用FIFO寄存器先缓存同步，为了平衡每组DDR的数据通过率，每4路光口为一组对应一块DDR，数据以包为传送单位，即SRIO数据包，每包解出SRIO ID和目的地址信息。随帧监测信息采集模块的信号如表1所示。

表1

本实施例提供的面向高吞吐量负载平衡硬件的实时监测方法，在较少的资源下，通过对资源的合理配置，实现了高吞吐量实时数字信号处理系统中负载平衡的实时监测，而且节省了芯片的面积，同时满足系统实时性和稳定性的要求。

以上对本实施例提供的一种面向高吞吐量负载平衡硬件的实时监测系统进行了详细介绍，以便于理解本发明和其核心思想。对于本领域的一般技术人员，在具体实施时，可根据本发明的核心思想进行多种修改和演绎。综上所述，本说明书不应视为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种面向高吞吐量负载平衡硬件的实时监测系统，其特征在于包括：

光纤数据接收模块，通过FIFO接收来自光口的下行光纤数据；

随帧监测信息采集模块，对光纤数据接收模块接收的每一帧数据进行监测，并监测数据处理模块是否正常工作，输出所述监测信息；

数据处理模块，完成光纤数据的接收，按照工作模式选择，将光纤数据进行合并，将合并后的数据写入DDR读写模块；

DDR读写模块，完成光纤数据的有效帧和所述监测信息的存储和读出；

数据分配模块，将DDR读写模块存储的数据和所述监测信息按帧读出；

数据发送模块，根据数据包的ID号选择处理簇并将数据输出。

2.根据权利要求1所述的面向高吞吐量负载平衡硬件的实时监测系统，其特征在于所述光纤数据为来自16路光口的16路RocketIO数据，每路RocketIO数据速率为8Gbps，光纤数据格式为：每帧数据包含SOD K码、EOC K码以及EOD K码，SOD K码和EOC K码之间为包头数据，EOC K码和EOD K码之间为下行数据。

3.根据权利要求2所述的面向高吞吐量负载平衡硬件的实时监测系统，其特征在于每一帧所述RocketIO数据包括帧起始K码、包头结束K码、帧结束K码、包头数据、传输数据，其中的包头数据包括工作模式字、包头校验码以及帧长度。

4.根据权利要求3所述的面向高吞吐量负载平衡硬件的实时监测系统，其特征在于数据发送模块通过对所述K码的识别，发送帧起始、帧结束标志，完成对包头数据的校验和发送，以及数据的发送。

5.根据权利要求1所述的面向高吞吐量负载平衡硬件的实时监测系统，其特征在于由所述监测信息采集模块输出的监测信息包括计数器信号，计数器信号中的不同的计数值对应不同类型的监测信号。

6.根据权利要求1所述的面向高吞吐量负载平衡硬件的实时监测系统，其特征在于将所述监测信息与光纤数据分别用FIFO寄存器先缓存同步，待数据与所述监测信息进入DDR缓存后根据后续请求一并读出。

7.根据权利要求1所述的面向高吞吐量负载平衡硬件的实时监测系统，其特征在于所述光纤数据接收模块与数据处理模块中带有监测采集信号，采集的监测信号经过跨时钟处理后将传输至所述监测信号采集模块。

8.根据权利要求2所述的面向高吞吐量负载平衡硬件的实时监测系统，其特征在于所述16路光口每4路光口为一组，完成4路数据的接收、缓存、监测以及分发，针对每个光口，设置第一级FIFO寄存器，数据以包为传送单位，每包解出SRIO ID和目的地址信息，所述数据包根据其源节点的不同发送到各自的FIFO中。

9.根据权利要求1所述的面向高吞吐量负载平衡硬件的实时监测系统，其特征在于数据发送模块通过4路x4 SRIO输出SRIO数据包。

10.根据权利要求1所述的面向高吞吐量负载平衡硬件的实时监测系统，其特征在于所述输出的SRIO数据包由多核处理器处理后传输至PC端，获得硬件系统内数据流的监测回馈信息，用以判断硬件工作状态。