CN110225423B

CN110225423B - 一种交换机系统的自适应光信号速率的方法、设备和介质

Info

Publication number: CN110225423B
Application number: CN201910574363.9A
Authority: CN
Inventors: 李奇
Original assignee: Suzhou Inspur Intelligent Technology Co Ltd
Current assignee: Suzhou Inspur Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 2019-06-28
Filing date: 2019-06-28
Publication date: 2021-10-22
Anticipated expiration: 2039-06-28
Also published as: CN110225423A

Abstract

本发明公开了一种交换机系统的自适应光信号速率的方法，包括步骤：S1、检测光模块状态；S2、响应于检测到光模块的中断信号，闭合寄存器开关使光模块的第一CDR短路；S3、检测交换芯片的第二CDR能否接收到光模块发送的电信号；S4、响应于检测到第二CDR无法接收光模块发送的电信号，修改交换芯片的第一寄存器的数值，以切换第二CDR的工作频率；S5、返回步骤S3以再次检测第二CDR能否接收到光模块发送的电信号，直到检测到第二CDR接收光模块发送的电信号或返回步骤S3达预设次数。本发明还公开了一种计算机设备和存储介质。本发明通过交换芯片能否直接接收到光模块发送的电信号判断光模块的中断信号的产生原因。

Description

一种交换机系统的自适应光信号速率的方法、设备和介质

技术领域

本发明涉及通信领域，具体涉及一种交换机系统的自适应光信号速率的方法、设备和介质。

背景技术

随着计算机以及以太网络的发展，当今的计算机网络互连速率不断提高，目前数据中心内主流的互联带宽以从1000Mbps切换到1Gbps，同时25Gbps和100Gbps接口的占比也在迅速提高，为了适应高速率的要求，光互联以其成本和传输距离优势逐渐取代传统的同轴电缆或双绞线互联。在支持以太网络的设备上可以设计有光接口用于连接光模块，通过光模块完成设备中电信号与光信号的转换。通常一种以太光接口会支持不同类型的光模块，每种类型的光模块有其特有的支持的速率范围。

当前以太网络中使用光模块与以太网络设备内的交换芯片或网络控制器芯片通过电信号互联，而光模块之间通过光纤互联。当前光模块物理媒介相关子层的相关标准如100Gbase-SR4，100Gbase-LR4等均不支持速率协商，不能自适应到其他的速率。由于以太网络协议对于光互联的速率自动协商方法没有定义，现有的交换芯片与网络控制器芯片硬件层面上也不能自动的适应光模块接收到的光信号速率，如果需要支持其他速率需要手工修改光模块内部寄存器以及交换芯片的寄存器配置，对于普通用户操作不便兼容性低，否则会导致光模块失锁。同时若光信号的速率未发生改变，但是光模块的CDR带宽也会导致光模块失锁。目前，无法判断是由于光信号的速率的改变还是光模块的CDR带宽导致的光模块失锁，而且若由于光信号的速率的改变导致的失锁，也无法实现接收光信号速率的自动适应。

因此，急需一种既能判断失锁原因又能自适应光信号速率的方案。

发明内容

有鉴于此，为了克服上述问题的至少一个方面，本发明实施例的提出一种交换机系统的自适应光信号速率的方法，包括步骤：

S1、检测光模块状态；

S2、响应于检测到光模块的中断信号，闭合寄存器开关使所述光模块的第一数据时钟恢复模块短路；

S3、检测交换芯片的第二数据时钟恢复模块能否接收到所述光模块发送的电信号；

S4、响应于检测到所述第二数据时钟恢复模块无法接收所述光模块发送的电信号，修改所述交换芯片的第一寄存器的数值，以切换所述第二数据时钟恢复模块的工作频率；

S5、返回步骤S3以再次检测第二数据时钟恢复模块能否接收到所述光模块发送的电信号，直到检测到所述第二数据时钟恢复模块接收所述光模块发送的电信号或返回步骤S3达预设次数。

在一些实施例中，在步骤S5中，检测到所述第二数据时钟恢复模块能接收所述光模块发送的电信号进一步包括：

根据所述交换芯片的第一寄存器的数值调整所述光模块的第一寄存器的数值，同时断开寄存器开关。

在一些实施例中，步骤S5还包括：响应于返回步骤S3达预设次数，通过用户交互界面报错。

在一些实施例中，所述预设次数为2ⁿ，其中n为第一寄存器的位宽。

在一些实施例中，修改所述交换芯片的第一寄存器的数值包括：在原有的数值的基础上加一。

在一些实施例中，修改所述交换芯片的第一寄存器的数值进一步包括：当所述第一寄存器的数值修改为最大值后，再次修改所述第一寄存器的数值时，所述第一寄存器的数值由最大值溢出回到零值。

在一些实施例中，所述方法步骤S1进一步包括步骤：

修改所述光模块的第二寄存器的数值，以解除对所述光模块的中断信号的屏蔽。

在一些实施例中，步骤S3进一步包括：响应于检测到所述第二数据时钟恢复模块能直接接收所述光模块发送的电信号，调整所述第一数据时钟恢复模块的带宽。

基于同一发明构思，根据本发明的另一个方面，本发明的实施例还提供了一种计算机设备，包括：

至少一个处理器；以及

存储器，所述存储器存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时执行如上所述的任一种交换机系统的自适应光信号速率的方法的步骤。

基于同一发明构思，根据本发明的另一个方面，本发明的实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时执行如上所述的任一种交换机系统的自适应光信号速率的方法的步骤。

本发明具有以下有益技术效果之一：本发明能够通过交换芯片能否直接接收到光模块发送的电信号判断光模块的中断信号的产生原因，若交换芯片不能直接接收电信号，则说明由于光信号速率改变导致光模块失锁，此时通过遍历交换芯片的CDR的工作频率配置，使其能够接收速率改变后的电信号，这样根据修改后的交换芯片的CDR的工作频率配置修改光模块的CDR的工作频率配置，即可实现自适应光信号速率的改变。若交换芯片能直接接收电信号，说明光信号速率未发生改变，由于光模块的CDR的带宽导致光模块失锁。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

图1为本发明的实施例提供的一种交换机系统的自适应光信号速率的方法的流程示意图；

图2为本发明的实施例提供的一种交换机系统的结构示意图；

图3为本发明的实施例提供的计算机设备的结构示意图；

图4为本发明的实施例提供的计算机可读存储介质的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

根据本发明的一个方面，本发明的实施例提出一种交换机系统的自适应光信号速率的方法，如图1所示，其可以包括步骤：S1、检测光模块状态；S2、响应于接收到光模块的中断信号，闭合寄存器开关使所述光模块的第一数据时钟恢复模块短路；S3、检测交换芯片的第二数据时钟恢复模块能否接收到所述光模块发送的电信号；S4、响应于检测到所述第二数据时钟恢复模块无法接收所述光模块发送的电信号，修改所述交换芯片的第一寄存器的数值，以切换所述第二数据时钟恢复模块的工作频率；S5、返回步骤S3以再次检测第二数据时钟恢复模块能否接收到所述光模块发送的电信号，直到检测到所述第二数据时钟恢复模块接收所述光模块发送的电信号或返回步骤S3达预设次数。

具体的，如图2所示，当交换机系统中的CPU识别到某个光模块的中断信号时，CPU或其他可以访问光模块的芯片可以通过I2C总线读取光模块的用于指示数据时钟回复模块(CDR)锁定状态的第三寄存器的标志位，如果第三寄存器的数值为第一预设数值则表示CDR失锁，而导致失锁的原因可能是在于CDR的带宽，也有可能是光信号的速率改变引起的。这时可以先将光模块的CDR短路处理，使得接收到的光信号不经过CDR处理，直接转换成电信号，并发送到交换芯片，由于电信号和光信号的速率一致，也即光模块的CDR和交换芯片的CDR的工作频率配置一致，则可以通过交换芯片能否直接接收到光模块发送的电信号判断光模块的中断信号的产生原因，若交换芯片不能直接接受电信号，则说明由于光信号速率改变导致光模块失锁，此时通过遍历交换芯片的CDR的工作频率配置，使其能够接收速率改变后的电信号，这样根据修改后的交换芯片的CDR的工作频率配置修改光模块的CDR的工作频率配置，即可实现自适应光信号速率的改变。若交换芯片能直接接受电信号，则说明由于光模块的CDR的带宽配置问题，导致光模块失锁，此时则需要调整光模块的CDR的带宽，具体调整方法可以参考现有技术。

在一些实施例中，第一预设数值可以表示所述光模块的数据时钟恢复模块为失锁状态，其数值可以是1，

根据本发明的一些实施例中，在步骤S5中，响应于检测到所述第二数据时钟恢复模块能接收所述光模块发送的电信号，根据所述交换芯片的第一寄存器的数值调整所述光模块的第一寄存器的数值，同时断开寄存器开关。响应于返回步骤S3达预设次数，通过用户交互界面报错。

修改交换芯片的用于指示CDR工作频率的第一寄存器的数值，以选择交换芯片支持的其他工作频率，切换后再次检测交换芯片的CDR能否接收到光模块发送的电信号，如果不能则再次修改交换芯片的第一寄存器的数值，直到遍历交换芯片所有支持的CDR工作频率。若最终切换交换芯片的CDR的工作频率后，交换芯片的CDR可以接收光模块发送的电信号，则表示交换芯片可以锁定该速率的信号，此时可以通过CPU控制光模块的CDR也切换至此工作频率，即根据交换芯片的第一寄存器的数值调整所述光模块的第一寄存器的数值。若遍历所有交换芯片支持的CDR工作频率后，交换芯片的CDR仍然不能接收光模块发送的电信号，则可以通过用户交互界面报错给用户提示当前交换芯片无法识别当前接收到的光信号。若光模块的CDR无法锁定，也需要报错。

在本发明的一些实施例中，所述预设次数为2ⁿ，其中n为第一寄存器的位宽。

在一些实施例中，第一寄存器的数值取值范围由第一寄存器的位宽决定，例如第一寄存器为2bit，则该第一寄存器的取值为00，01，10，11，对应到十进制则是0-3。而且第一寄存器的数值取值范围决定了步骤S3的重复次数，即步骤S3只能重复2ⁿ次，其中n为第二寄存器的位宽。例如，第一寄存器为2bit，步骤S3只能重复2²次，若重复4次后，交换芯片的CDR无法接收所述光模块发送的电信号，即交换芯片的CDR无法锁定，则提示报错。当然，在其他实施例中，第一寄存器的位宽可以根据实际情况进行选择。

根据本发明的若干实施例，修改交换芯片的第一寄存器的数值包括：在原有的数值的基础上加一。在进一步的实施例中，修改交换芯片的第一寄存器的数值进一步包括：当所述第一寄存器的数值修改为最大值后，再次修改所述第一寄存器的数值时，所述第一寄存器的数值由最大值溢出回到零值。

在一些实施例中，每次对第一寄存器的数值进行改变时，均为在原有的数值基础上加一。例如，上次对第一寄存器的数值修改为1后，下次再对其进行修改，则在1的基础上加1，即将第一寄存器的数值修改为2。若上次对第一寄存器的数值修改为最大值后，则再次修改所述第一寄存器的数值时，使第一寄存器的数值由最大值溢出回到零值。

在一些实施例中，步骤S1进一步包括步骤：

在一些实施例中，在进行上述步骤之前，还需要在对光模块上电后，修改光模块的第二寄存器的数值，以解除对光模块的中断信号的屏蔽。修改第四寄存器的数值，以使光模块的CDR发出失锁提示。

在一些实施例中，光接口可以是QSFP28接口，光模块可以是QSFP28光模块，第一寄存器可以是xN_Rate_Select寄存器，第二寄存器可以是xN_Rate_Select寄存器，第三寄存器可以是L-Rx LOL寄存器，第四寄存器可以是option寄存器。

具体的，可以通过CPU定期检测光模块的中断信号，当识别到光模块的中断信号后，CPU通过I2C总线读取光模块的L-Rx LOL寄存器的数值，若该寄存器的数值为1，则表示此时光模块光接收端CDR失锁。然后，检测所述交换芯片的第二数据时钟恢复模块能否接收到所述光模块发送的电信号，若无法接收，则修改xN_Rate_Select寄存器的数值，以切换交换芯片CDR的工作频率。若在100ms后，任然无法接收光模块发送的电信号，继续修改xN_Rate_Select寄存器的数值，继续切换交换芯片CDR的工作频率。若再次检测到交换芯片的CDR可以接收电信号，此时可以直接根据xN_Rate_Select的值所对应的速率配置与光模块的CDR的工作频率，若光模块的CDR也可以完成锁定则认为速率适应成功。

由于xN_Rate_Select寄存器为2bit二进制，因此其合法的数值为十进制的0～3。在对其数值进行修改时，若上次修改后的数值已经为最大值3，则本次修改则将最大值3改为0，若上次修改后的数值小于3则将xN_Rate_Select寄存器的数值加1，以实现切换交换芯片的CDR工作频率。由于xN_Rate_Select寄存器的数值只能取4个值，这样当重复修改xN_Rate_Select寄存器的数值超过4次以后，则表明遍历所有CDR带宽值均不能实现交换芯片接收电信号，则CPU通过用户交互界面通知用户该光模块无法支持当前接收到光信号。

在进行上述步骤之前，还可以在给光模块上电对xN_Rate_Select寄存器进行配置，使其值为0，以解除对光模块的中断信号的屏蔽。另外，还可以将option寄存器的数值改为1，以使光模块的CDR能够发出失锁提示。

基于同一发明构思，根据本发明的另一个方面，如图3所示，本发明的实施例还提供了一种计算机设备501，包括：

至少一个处理器520；以及

存储器510，存储器510存储有可在处理器上运行的计算机程序511，处理器520执行程序时执行如上的任一种交换机系统的自适应光信号速率的方法的步骤。

基于同一发明构思，根据本发明的另一个方面，如图4所示，本发明的实施例还提供了一种计算机可读存储介质601，计算机可读存储介质601存储有计算机程序610，计算机程序610被处理器执行时执行如上的任一种交换机系统的自适应光信号速率的方法的步骤。

最后需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关硬件来完成，的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(ROM)或随机存储记忆体(RAM)等。上述计算机程序的实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。

此外，典型地，本发明实施例公开的装置、设备等可为各种电子终端设备，例如手机、个人数字助理(PDA)、平板电脑(PAD)、智能电视等，也可以是大型终端设备，如服务器等，因此本发明实施例公开的保护范围不应限定为某种特定类型的装置、设备。本发明实施例公开的客户端可以是以电子硬件、计算机软件或两者的组合形式应用于上述任意一种电子终端设备中。

此外，根据本发明实施例公开的方法还可以被实现为由CPU执行的计算机程序，该计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中。在该计算机程序被CPU执行时，执行本发明实施例公开的方法中限定的上述功能。

此外，上述方法步骤以及系统单元也可以利用控制器以及用于存储使得控制器实现上述步骤或单元功能的计算机程序的计算机可读存储介质实现。

此外，应该明白的是，本文的计算机可读存储介质(例如，存储器)可以是易失性存储器或非易失性存储器，或者可以包括易失性存储器和非易失性存储器两者。作为例子而非限制性的，非易失性存储器可以包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦写可编程ROM(EEPROM)或快闪存储器。易失性存储器可以包括随机存取存储器(RAM)，该RAM可以充当外部高速缓存存储器。作为例子而非限制性的，RAM可以以多种形式获得，比如同步RAM(DRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率SDRAM(DDRSDRAM)、增强SDRAM(ESDRAM)、同步链路DRAM(SLDRAM)、以及直接Rambus RAM(DRRAM)。所公开的方面的存储设备意在包括但不限于这些和其它合适类型的存储器。

本领域技术人员还将明白的是，结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，已经就各种示意性组件、方块、模块、电路和步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个系统的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本发明实施例公开的范围。

结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块和电路可以利用被设计成用于执行这里功能的下列部件来实现或执行：通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。通用处理器可以是微处理器，但是可替换地，处理器可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP和/或任何其它这种配置。

结合这里的公开所描述的方法或算法的步骤可以直接包含在硬件中、由处理器执行的软件模块中或这两者的组合中。软件模块可以驻留在RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域已知的任何其它形式的存储介质中。示例性的存储介质被耦合到处理器，使得处理器能够从该存储介质中读取信息或向该存储介质写入信息。在一个替换方案中，存储介质可以与处理器集成在一起。处理器和存储介质可以驻留在ASIC中。ASIC可以驻留在用户终端中。在一个替换方案中，处理器和存储介质可以作为分立组件驻留在用户终端中。

在一个或多个示例性设计中，功能可以在硬件、软件、固件或其任意组合中实现。如果在软件中实现，则可以将功能作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或通过计算机可读介质来传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，该通信介质包括有助于将计算机程序从一个位置传送到另一个位置的任何介质。存储介质可以是能够被通用或专用计算机访问的任何可用介质。作为例子而非限制性的，该计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储设备、磁盘存储设备或其它磁性存储设备，或者是可以用于携带或存储形式为指令或数据结构的所需程序代码并且能够被通用或专用计算机或者通用或专用处理器访问的任何其它介质。此外，任何连接都可以适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴线缆、光纤线缆、双绞线、数字用户线路(DSL)或诸如红外线、无线电和微波的无线技术来从网站、服务器或其它远程源发送软件，则上述同轴线缆、光纤线缆、双绞线、DSL或诸如红外线、无线电和微波的无线技术均包括在介质的定义。如这里所使用的，磁盘和光盘包括压缩盘(CD)、激光盘、光盘、数字多功能盘(DVD)、软盘、蓝光盘，其中磁盘通常磁性地再现数据，而光盘利用激光光学地再现数据。上述内容的组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。

以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。

应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。

上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

Claims

1.一种交换机系统的自适应光信号速率的方法，包括步骤：

S1、检测光模块状态；

S2、响应于检测到光模块的中断信号，闭合寄存器开关以使所述光模块的第一数据时钟恢复模块短路；

S5、返回步骤S3以再次检测第二数据时钟恢复模块能否接收到所述光模块发送的电信号，直到检测到所述第二数据时钟恢复模块接收所述光模块发送的电信号；

步骤S5进一步包括：

响应于检测到所述第二数据时钟恢复模块能接收所述光模块发送的电信号，根据所述交换芯片的第一寄存器的数值调整所述光模块的第一寄存器的数值，同时断开寄存器开关。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S5进一步包括：响应于返回步骤S3达预设次数，通过用户交互界面报错。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设次数为2ⁿ，其中n为第一寄存器的位宽。

4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，修改所述交换芯片的第一寄存器的数值包括：在原有的数值的基础上加一。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，修改所述交换芯片的第一寄存器的数值进一步包括：当所述第一寄存器的数值修改为最大值后，再次修改所述第一寄存器的数值时，使所述第一寄存器的数值由最大值溢出回到零值。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1进一步还包括步骤：

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3进一步包括：

响应于检测到所述第二数据时钟恢复模块能直接接收所述光模块发送的电信号，调整所述第一数据时钟恢复模块的带宽。

8.一种计算机设备，包括：

至少一个处理器；以及

存储器，所述存储器存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时执行如权利要求1-7任意一项所述的方法。

9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时执行权利要求1-7任意一项所述的方法。