CN107426105B - 一种高效路由装置及其维护和读取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效路由装置及其维护和读取方法，属于路由技术领域。本发明路由结构包括接收单元、单播配置单元、多播配置单元、镜像存储单元、掩码存储单元、写路由表单元、第一路由表存储单元、第二路由表存储单元以及读路由表单元。本发明将单播与多播路由整合到一起，同时启用了两级路由表与掩码，从而根据数据的地址信息得到路由端口进行路由。本方法能够较大程度地改进数据的路由效率，提高吞吐率，可以进行动态配置，占用资源少，利于进行芯片化生产，同时具有可靠性高的优点，是对现有技术的一种重要改进。

Description

一种高效路由装置及其维护和读取方法

技术领域

本发明涉及路由技术领域，特别是指一种高效路由装置及其维护和读取方法。

背景技术

带交换的高速串行总线中，交换模块中的数据交换效率影响了数据发向各个端点的传输延时。各个端点之间的信息交换通过数据在交换结构中进行，每个包有固定的目的信息，而通过目的信息查出交换结构的路由结构中包对应的端口，从而能够正确的进行端点之间的信息交换。因此，高效且占用资源的路由结构是各个端点之间进行信息高速交换的保证。

目前，专门针对高速串行总线交换结构中路由方法的研究较少，现有技术中用于高速串行总线交换的路由方法普遍存在交换效率低、传输延时长的缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种高效路由装置及其维护和读取方法，其能够大大提高交换效率，减少传输延时。

基于上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种高效路由装置，其包括接收单元、单播配置单元、多播配置单元、镜像存储单元、掩码存储单元、写路由表单元、第一路由表存储单元、第二路由表存储单元以及读路由表单元；

接收单元内具有用于区分单播配置指令和多播配置指令的第一判断电路，写路由表单元内具有用于区分本地路由配置信息和全局路由配置信息的第二判断电路；

接收单元具有用于接收外部配置指令的端口，镜像存储单元具有用于输出路由数据的端口，读路由表单元具有用于接收外部数据的端口和用于输出路由端口的端口；

镜像存储单元存储有与第一路由表存储单元和第二路由表存储单元内容相同的镜像信息；

此外，各单元之间通过各自相应的端口建立如下连接关系：

单播配置单元通过输入端口分别与接收单元的单播输出端口以及多播配置单元的配置信息输出端口连接，单播配置单元通过输出端口分别与写路由表单元和镜像存储单元的输入端口连接，接收单元通过多播输出端口与多播配置单元的输入端口连接，多播配置单元通过掩码输出端口与掩码存储单元的输入端口连接，写路由表单元通过输出端口分别与第一路由表存储单元和第二路由表存储单元的输入端口连接，读路由表单元通过输入端口分别与第一路由表存储单元、第二路由表存储单元以及掩码存储单元的输出端口连接。

本发明还提供一种高效路由的维护方法，该方法应用于如上所述的高效路由装置，包括以下步骤：

（1）通过接收单元接收外部输入的读/写配置指令，所述读/写配置指令包含地址信息和数据信息；

（2）将读/写配置指令分类为单播读/写配置指令和多播读/写配置指令，并将不同种类的配置指令中所含的信息分别发送到单播配置单元和多播配置单元；

（3）若多播配置单元有信息输入，则根据输入信息取得掩码信息和地址信息，然后将掩码信息发送到掩码存储单元，同时将掩码信息和地址信息发送到单播配置单元；

（4）若单播配置单元有配置信息输入，则根据配置信息的类型，将写路由配置信息同时发送到写路由表单元和镜像存储单元，而将读路由配置信息仅发送给镜像存储单元；

（5）写路由表单元将输入信息区分为本地路由配置信息和全局路由配置信息，并将本地路由配置信息发送到第一路由表存储单元，而将全局路由配置信息发送到第二路由表存储单元；

（6）镜像存储单元根据外界输入的写路由配置信息维护一组与第一路由表存储单元和第二路由表存储单元内容相同的路由信息，并根据外界输入的读路由配置信息送出对应的路由数据。

可选的，上述单播配置单元包括使能信号产生模块、存储地址产生模块和第一端口信息产生模块，上述步骤（4）包括：

（401）判断配置信息的类型，若为写操作，则跳至步骤（402），若为读操作，则跳至步骤（403）；

（402）通过使能信号产生模块产生使能信号，通过存储地址产生模块将配置信息中包含的存储地址解析出来，通过第一端口信息产生模块将配置信息中包含的端口号信息解析出来，然后将存储地址与端口号信息分别送入写路由表单元与镜像存储单元；

（403）通过使能信号产生模块产生使能信号，通过存储地址产生模块将配置信息中包含的存储地址解析出来，然后将存储地址送入镜像存储单元。

可选的，上述多播配置单元包括反馈信息模块、掩码配置使能模块、掩码选择模块和第二端口信息产生模块，上述步骤（3）包括：

（301）通过反馈信息模块对输入信息进行解析，产生包括掩码信息和地址信息的反馈信息；通过掩码选择模块对输入信息进行解析，产生掩码值；通过第二端口信息产生模块对输入信息进行解析，产生端口号信息；通过掩码配置使能模块产生使能信号；

（302）将反馈信息送入单播配置单元，并将掩码值和端口号信息送入掩码存储单元。

可选的，上述镜像存储单元包括镜像存储使能模块、镜像存储地址模块、镜像存储端口信息模块和路由存储模块，上述步骤（6）包括：

（601）判断外界输入的配置信息的类型，若配置信息为写路由配置信息，则跳至步骤（602），若配置信息为读路由配置信息，则跳至步骤（603）；

（602）通过镜像存储使能模块产生使能信号；通过镜像存储地址模块对配置信息进行解析，产生存储地址；通过镜像存储端口信息模块对配置信息进行解析，产生端口信息；

根据存储地址和端口信息对路由存储模块中的对应位置进行修改；

（603）通过镜像存储使能模块产生使能信号；通过镜像存储地址模块对配置信息进行解析，产生存储地址；

根据存储地址从路由存储模块的对应位置读出端口信息，并将端口信息输出。

此外，本发明还提供一种高效路由的读取方法，该方法应用于如上所述的高效路由装置，包括以下步骤：

（1）外部数据向读路由表单元发送路由读取指令；

（2）读路由表单元根据路由读取指令从第一路由表存储单元、第二路由表存储单元及掩码存储单元中读取相应的路由信息；

（3）通过对各路由信息的比较得出路由端口，并由读路由表单元将该路由端口输出。

从上面的叙述可以看出，本发明技术方案的有益效果在于：

1、本发明通过镜像模块避免了在数据与外部配置信息同时使用路由表时由于产生竞争而增加的延迟，提高了路由效率。

2、本发明通过同时查询两个路由表，降低了查路由时间，提高了路由效率。

3、本发明路由结构具有模块化的特点，能够通过专用集成电路实现，可获得较高的可靠性和安全性，便于在基于高速串行总线协议的交换芯片上使用。

总之，本发明能够基于高速串行总线，提供了一种用于交换数据的高效且占用资源少的路由结构，能够准确高效地进行数据交换。本发明针对交换结构中的路由方法，构建单播与多播的综合路由结构，使得数据传输过程中的路由时间大大缩短，能够对路由结构进行动态配置，同时设计了镜像存储，从而避免了在数据与外部配置信息同时使用路由表时产生竞争从而增加延迟，在设计上，最大程度的降低了资源的占用，并且大大缩减了枚举过程中维护交换芯片中路由结构的时间，是对现有技术的一种重要改进。

附图说明

为了更加清楚地描述本专利，下面提供一幅或多幅附图，这些附图旨在对本专利的背景技术、技术原理和/或某些具体实施方案做出辅助说明。需要注意的是，这些附图可以给出也可以不给出一些在本专利文字部分已有描述且属于本领域普通技术人员公知常识的具体细节；并且，因为本领域的普通技术人员完全可以结合本专利已公开的文字内容和/或附图内容，在不付出任何创造性劳动的情况下设计出更多的附图，因此下面这些附图可以涵盖也可以不涵盖本专利文字部分所叙述的所有技术方案。此外，这些附图的具体内涵需要结合本专利的文字内容予以确定，当本专利的文字内容与这些附图中的某个明显结构不相符时，需要结合本领域的公知常识以及本专利其他部分的叙述来综合判断到底是本专利的文字部分存在笔误，还是附图中存在绘制错误。特别地，以下附图均为实例性质的图片，并非旨在暗示本专利的保护范围，本领域的普通技术人员通过参考本专利所公开的文字内容和/或附图内容，可以在不付出任何创造性劳动的情况下设计出更多的附图，这些新附图所代表的技术方案依然在本专利的保护范围之内。

图1是本发明实施例中高效路由装置的电路结构框图；

图2是本发明实施例中配置路由的方法流程图；

图3是本发明实施例中读取路由的方法流程图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员对本专利技术方案的理解，同时，为了使本专利的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚，并使权利要求书的保护范围得到充分支持，下面以具体案例的形式对本专利的技术方案做出进一步的、更详细的说明。

需要说明的是，本专利中所采用的“第一”“第二”等用语仅仅是为了区分多个/组/类具有相同名称的不同对象而使用的文字标记，从而便于对技术方案作出准确描述。显然，这些标记性质的用语不具有任何排序或计数的含义。

如图1所示，一种高效路由装置，其包括接收单元、单播配置单元、多播配置单元、镜像存储单元、掩码存储单元、写路由表单元、第一路由表存储单元、第二路由表存储单元以及读路由表单元；

接收单元内具有用于区分单播配置指令和多播配置指令的第一判断电路，写路由表单元内具有用于区分本地路由配置信息和全局路由配置信息的第二判断电路；

接收单元具有用于接收外部配置指令的端口，镜像存储单元具有用于输出路由数据的端口，读路由表单元具有用于接收外部数据的端口和用于输出路由端口的端口；

镜像存储单元存储有与第一路由表存储单元和第二路由表存储单元内容相同的镜像信息；

此外，各单元之间具有如下连接关系：

单播配置单元通过输入端口分别与接收单元的单播输出端口以及多播配置单元的配置信息输出端口连接，单播配置单元通过输出端口分别与写路由表单元和镜像存储单元的输入端口连接，接收单元通过多播输出端口与多播配置单元的输入端口连接，多播配置单元通过掩码输出端口与掩码存储单元的输入端口连接，写路由表单元通过输出端口分别与第一路由表存储单元和第二路由表存储单元的输入端口连接，读路由表单元通过输入端口分别与第一路由表存储单元、第二路由表存储单元以及掩码存储单元的输出端口连接。

如图2所示，一种高效路由的维护方法，其应用于如上所述的高效路由装置，包括以下步骤：

（1）通过接收单元接收外部输入的读/写配置指令，读/写配置指令包含地址信息和数据信息；

（2）将读/写配置指令分类为单播读/写配置指令和多播读/写配置指令，并将不同种类的配置指令中所含的信息分别发送到单播配置单元和多播配置单元；

（3）若多播配置单元有信息输入，则根据输入信息取得掩码信息和地址信息，然后将掩码信息发送到掩码存储单元，同时将掩码信息和地址信息发送到单播配置单元；

（4）若单播配置单元有配置信息输入，则根据配置信息的类型，将写路由配置信息同时发送到写路由表单元和镜像存储单元，而将读路由配置信息仅发送给镜像存储单元；

（5）写路由表单元将输入信息区分为本地路由配置信息和全局路由配置信息，并将本地路由配置信息发送到第一路由表存储单元，而将全局路由配置信息发送到第二路由表存储单元；

（6）镜像存储单元单元根据外界输入的写路由配置信息维护一组与第一路由表存储单元和第二路由表存储单元内容相同的路由信息，并根据外界输入的读路由配置信息送出对应的路由数据。

需要注意的是，本例中的配置指令包含读配置指令和写配置指令两种类型。

可选的，上述单播配置单元包括使能信号产生模块、存储地址产生模块和第一端口信息产生模块，上述步骤（4）包括：

（401）判断配置信息的类型，若为写操作，则跳至步骤（402），若为读操作，则跳至步骤（403）；

（402）通过使能信号产生模块产生使能信号，通过存储地址产生模块将配置信息中包含的存储地址解析出来，通过第一端口信息产生模块将配置信息中包含的端口号信息解析出来，然后将存储地址与端口号信息分别送入写路由表单元与镜像存储单元；

（403）通过使能信号产生模块产生使能信号，通过存储地址产生模块将配置信息中包含的存储地址解析出来，然后将存储地址送入镜像存储单元。

可选的，上述多播配置单元包括反馈信息模块、掩码配置使能模块、掩码选择模块和第二端口信息产生模块，上述步骤（3）包括：

（301）通过反馈信息模块对输入信息进行解析，产生包括掩码信息和地址信息的反馈信息；通过掩码选择模块对输入信息进行解析，产生掩码值；通过第二端口信息产生模块对输入信息进行解析，产生端口号信息；通过掩码配置使能模块产生使能信号；

（302）将反馈信息送入单播配置单元，并将掩码值和端口号信息送入掩码存储单元。

可选的，上述镜像存储单元包括镜像存储使能模块、镜像存储地址模块、镜像存储端口信息模块和路由存储模块，上述步骤（6）包括：

（601）判断外界输入的配置信息的类型，若配置信息为写路由配置信息，则跳至步骤（602），若配置信息为读路由配置信息，则跳至步骤（603）；

（602）通过镜像存储使能模块产生使能信号；通过镜像存储地址模块对配置信息进行解析，产生存储地址；通过镜像存储端口信息模块对配置信息进行解析，产生端口信息；

根据存储地址和端口信息对路由存储模块中的对应位置进行修改；

（603）通过镜像存储使能模块产生使能信号；通过镜像存储地址模块对配置信息进行解析，产生存储地址；

根据存储地址从路由存储模块的对应位置读出端口信息，并将端口信息输出。

此外，掩码存储单元可以包括掩码信息输出模块和掩码信息配置模块；在接收到掩码信息后，掩码信息配置模块解析掩码信息中的掩码与端口信息，对对应掩码进行修改；当外界读取掩码信息时，掩码信息输出模块将掩码输出到读路由表单元。

写路由表单元可以包括写路由表使能模块、写路由表存储地址模块和写路由表端口信息模块；写路由表单元接收到路由配置信息后，写路由表使能模块产生使能信号，写路由表存储地址模块解析路由配置信息产生存储地址，写路由表端口信息模块解析路由配置信息产生端口信息，然后根据这些信息对对应的第一路由表与第二路由表进行修改。

读路由表单元可以包括读路由表使能模块、读路由表存储地址模块和读路由表端口输出模块；读路由表单元接收到外部数据时，读路由表使能模块产生使能信号，读路由表存储地址模块解析外部数据产生存储地址，然后将从第一路由表和第二路由表中读出的信息送入读路由表端口输出模块，将读出信息在该模块内部与掩码一起进行比较并输出端口信息。

如图3所示，一种高效路由的读取方法，其应用于如上所述的高效路由装置，包括以下步骤：

（1）外部数据向读路由表单元发送路由读取指令；

（2）读路由表单元根据路由读取指令从第一路由表存储单元、第二路由表存储单元及掩码存储单元中读取相应的路由信息；

（3）通过对各路由信息的比较得出路由端口，并由读路由表单元将该路由端口输出。

可见，上述路由结构将单播与多播路由整合在一起，同时启用了两级路由表与掩码，从而可以根据数据的地址信息得到路由端口以进行路由。此外，该路由结构通过设置镜像模块避免了由于写路由配置和外部数据读路由操作而导致的延迟情况，极大地提高了路由效率。

总之，上述实施例路由结构具有较高的吞吐量，便于进行动态配置，占用资源较少，便于实现芯片化生产，同时还具有较高的可靠性，是对现有技术的一种重要改进。

需要理解的是，上述对于本专利具体实施方式的叙述仅仅是为了便于本领域普通技术人员理解本专利方案而列举的个例性描述，并非暗示本专利的保护范围仅仅被限制在这些个例中，本领域普通技术人员完全可以在对本专利技术方案做出充分理解的前提下，以不付出任何创造性劳动的形式，通过对本专利所列举的各个例采取组合技术特征、替换部分技术特征、加入更多技术特征等等方式，得到更多的具体实施方式，所有这些具体实施方式均在本专利权利要求书的涵盖范围之内，因此，这些新的具体实施方式也应在本专利的保护范围之内。

此外，出于简化叙述的目的，本专利也可能没有列举一些寻常的具体实施方案，这些方案是本领域普通技术人员在理解了本专利技术方案后能够自然而然想到的，显然，这些方案也应包含在本专利的保护范围之内。

出于简化叙述的目的，上述各具体实施方式对于技术细节的公开程度可能仅仅达到本领域技术人员可以自行决断的程度，即，对于上述具体实施方式没有公开的技术细节，本领域普通技术人员完全可以在不付出任何创造性劳动的情况下，在本专利技术方案的充分提示下，借助于教科书、工具书、论文、专利、音像制品等等已公开文献予以完成，或者，这些细节是在本领域普通技术人员的通常理解下，可以根据实际情况自行作出决定的内容。可见，即使不公开这些技术细节，也不会对本专利技术方案的公开充分性造成影响。

总之，在结合了本专利说明书对权利要求书保护范围的解释作用的基础上，任何落入本专利权利要求书涵盖范围的具体实施方案，均在本专利的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高效路由装置，其特征在于，包括接收单元、单播配置单元、多播配置单元、镜像存储单元、掩码存储单元、写路由表单元、第一路由表存储单元、第二路由表存储单元以及读路由表单元；

接收单元内具有用于区分单播配置指令和多播配置指令的第一判断电路，写路由表单元内具有用于区分本地路由配置信息和全局路由配置信息的第二判断电路；

接收单元具有用于接收外部配置指令的端口，镜像存储单元具有用于输出路由数据的端口，读路由表单元具有用于接收外部数据的端口和用于输出路由端口的端口；

镜像存储单元存储有与第一路由表存储单元和第二路由表存储单元内容相同的镜像信息；

此外，各单元之间通过各自相应的端口建立如下连接关系：

单播配置单元通过输入端口分别与接收单元的单播输出端口以及多播配置单元的配置信息输出端口连接，单播配置单元通过输出端口分别与写路由表单元和镜像存储单元的输入端口连接，接收单元通过多播输出端口与多播配置单元的输入端口连接，多播配置单元通过掩码输出端口与掩码存储单元的输入端口连接，写路由表单元通过输出端口分别与第一路由表存储单元和第二路由表存储单元的输入端口连接，读路由表单元通过输入端口分别与第一路由表存储单元、第二路由表存储单元以及掩码存储单元的输出端口连接。

2.一种高效路由的维护方法，其特征在于，应用于如权利要求1所述的高效路由装置，包括以下步骤：

（1）通过接收单元接收外部输入的读/写配置指令，所述读/写配置指令包含地址信息和数据信息；

（2）将读/写配置指令分类为单播读/写配置指令和多播读/写配置指令，并将不同种类的配置指令中所含的信息分别发送到单播配置单元和多播配置单元；

（3）若多播配置单元有信息输入，则根据输入信息取得掩码信息和地址信息，然后将掩码信息发送到掩码存储单元，同时将掩码信息和地址信息发送到单播配置单元；

（4）若单播配置单元有配置信息输入，则根据配置信息的类型，将写路由配置信息同时发送到写路由表单元和镜像存储单元，而将读路由配置信息仅发送给镜像存储单元；

（5）写路由表单元将输入信息区分为本地路由配置信息和全局路由配置信息，并将本地路由配置信息发送到第一路由表存储单元，而将全局路由配置信息发送到第二路由表存储单元；

（6）镜像存储单元根据外界输入的写路由配置信息维护一组与第一路由表存储单元和第二路由表存储单元内容相同的路由信息，并根据外界输入的读路由配置信息送出对应的路由数据。

3.根据权利要求2所述的高效路由的维护方法，其特征在于，所述单播配置单元包括使能信号产生模块、存储地址产生模块和第一端口信息产生模块，所述步骤（4）包括：

（401）判断配置信息的类型，若为写操作，则跳至步骤（402），若为读操作，则跳至步骤（403）；

（402）通过使能信号产生模块产生使能信号，通过存储地址产生模块将配置信息中包含的存储地址解析出来，通过第一端口信息产生模块将配置信息中包含的端口号信息解析出来，然后将存储地址与端口号信息分别送入写路由表单元与镜像存储单元；

（403）通过使能信号产生模块产生使能信号，通过存储地址产生模块将配置信息中包含的存储地址解析出来，然后将存储地址送入镜像存储单元。

4.根据权利要求2所述的高效路由的维护方法，其特征在于，所述多播配置单元包括反馈信息模块、掩码配置使能模块、掩码选择模块和第二端口信息产生模块，所述步骤（3）包括：

（301）通过反馈信息模块对输入信息进行解析，产生包括掩码信息和地址信息的反馈信息；通过掩码选择模块对输入信息进行解析，产生掩码值；通过第二端口信息产生模块对输入信息进行解析，产生端口号信息；通过掩码配置使能模块产生使能信号；

（302）将反馈信息送入单播配置单元，并将掩码值和端口号信息送入掩码存储单元。

5.根据权利要求2所述的高效路由的维护方法，其特征在于，所述镜像存储单元包括镜像存储使能模块、镜像存储地址模块、镜像存储端口信息模块和路由存储模块，所述步骤（6）包括：

（601）判断外界输入的配置信息的类型，若配置信息为写路由配置信息，则跳至步骤（602），若配置信息为读路由配置信息，则跳至步骤（603）；

（602）通过镜像存储使能模块产生使能信号；通过镜像存储地址模块对配置信息进行解析，产生存储地址；通过镜像存储端口信息模块对配置信息进行解析，产生端口信息；

根据存储地址和端口信息对路由存储模块中的对应位置进行修改；

（603）通过镜像存储使能模块产生使能信号；通过镜像存储地址模块对配置信息进行解析，产生存储地址；

根据存储地址从路由存储模块的对应位置读出端口信息，并将端口信息输出。

6.一种高效路由的读取方法，其特征在于，应用于如权利要求1所述的高效路由装置，包括以下步骤：

（1）外部数据向读路由表单元发送路由读取指令；

（2）读路由表单元根据路由读取指令从第一路由表存储单元、第二路由表存储单元及掩码存储单元中读取相应的路由信息；

（3）通过对各路由信息的比较得出路由端口，并由读路由表单元将该路由端口输出。