CN111026699B - 基于环形总线的多核网络通信方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了基于环形总线的多核网络通信方法、装置及系统，方法包括：从主设备获取访问请求，根据地址信息获取访问请求的传递方向，判断需访问的从设备是否存在于当前环形装置，如果需访问的从设备存在于当前环形装置，则将访问请求发送至需访问的从设备。本申请基于环形总线，将多个主设备和从设备放置在不同的环形装置上，支持多个主设备同时访问总线传输访问请求，并且通过访问请求携带的需访问的从设备的地址信息选择访问请求的传递方向实现传输过程的最短路径，从而提高传输过程的效率。各个主设备在发送和传递访问请求的过程中互相不存在制约，访问请求传输过程不会发生中断的情况，从而同时保证传输的正确性。

Description

基于环形总线的多核网络通信方法、装置及系统

技术领域

本公开涉及数据通信技术领域，尤其涉及基于环形总线的多核网络通信方法、装置及系统。

背景技术

目前，通过总线装置将主设备发送的访问请求传输给从设备的技术在业界得到广泛的应用。通过识别地址正确地将主设备发送的访问请求传输给从设备，并将从设备产生的返回信息传送给对应的主设备，完成一次主设备和从设备之间的访问交互。多核网络指具有多台主设备和从设备的通信网络，这种多核网络的通信方式通常为仲裁：有需要占用总线的主设备向仲裁器发出请求，仲裁器授权给指定的主设备。

任意时间周期只有一个主设备可以接入总线，对其指定的从设备进行访问操作，即采用串行的方式进行访问的传输，这种方式在多核网络系统中效率较低。此外一次完成的突发传输需要占用总线的时间不确定，为避免过大的判决延时，仲裁器通常会中断突发传输，之后中设备必须再次接入总线以进行当前突发剩余部分的传输。这就导致完成一次较长时间的突发传输，主设备需要向仲裁器发送多次接入总线的请求，造成访问请求传输效率低，也不能保证传输的正确性。

发明内容

为克服相关技术的问题任意时间周期只有一个主设备可以接入总线造成访问请求传输效率低，也不能保证传输的正确性的问题，本申请提供基于环形总线的多核网络通信方法、装置及系统，能够提高访问请求的传输效率，同时保证传输的正确性。

本申请的第一方面，提供基于环形总线的多核网络通信方法，所述方法应用于环形总线的环形装置，所述环形总线包括多个所述环形装置，所述环形装置与相邻的所述环形装置相互通信，所述方法包括：步骤101：从主设备获取访问请求，所述访问请求携带有需访问的从设备的地址信息；步骤102：根据所述地址信息获取所述访问请求的传递方向；步骤103：判断需访问的所述从设备是否存在于当前所述环形装置；步骤104：如果需访问的所述从设备不存在于当前所述环形装置，则根据所述传递方向将所述访问请求传递至下一级所述环形装置，并重复步骤103；步骤105，如果需访问的所述从设备存在于当前所述环形装置，则将所述访问请求发送至需访问的所述从设备。

结合一方面，在第可能的实现方式中，在将所述访问请求发送至需访问的所述从设备，之后还包括：从需访问的所述从设备获取返回响应。

结合第可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，从主设备获取访问请求，所述访问请求携带有需访问的从设备的地址信息，包括：从主设备获取多条访问请求，多条所述访问请求均携带有需访问的从设备的地址信息。

结合第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，多条所述访问请求还携带有ID，从需访问的所述从设备获取返回响应，包括：根据所述ID对所述返回响应进行排序；根据所述排序依次从需访问的所述从设备获取返回响应。

本申请的第二方面，提供基于环形总线的多核网络通信装置，所述装置应用于环形总线的环形装置，所述环形总线包括多个所述环形装置，所述环形装置与相邻的所述环形装置相互通信，所述装置包括：访问请求获取单元，用于从主设备获取访问请求，所述访问请求携带有需访问的从设备的地址信息；传递方向获取单元，用于根据所述地址信息获取所述访问请求的传递方向；判断单元，用于判断需访问的所述从设备是否存在于当前所述环形装置；传递单元，用于如果需访问的所述从设备不存在于当前所述环形装置，则根据所述传递方向将所述访问请求传递至下一级所述环形装置。发送单元，用于如果需访问的所述从设备存在于当前所述环形装置，则将所述访问请求发送至需访问的所述从设备。

结合二方面，在第四种可能的实现方式中，所述装置还包括：返回响应获取单元，用于在将所述访问请求发送至需访问的所述从设备之后，从需访问的所述从设备获取返回响应。

结合第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述访问请求获取单元，用于从主设备获取访问请求，所述访问请求携带有需访问的从设备的地址信息，包括：从主设备获取多条访问请求，多条所述访问请求均携带有需访问的从设备的地址信息。

结合第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，多条所述访问请求还携带有ID，所述返回响应获取单元，用于从需访问的所述从设备获取返回响应，包括：根据所述ID对所述返回响应进行排序；根据所述排序依次从需访问的所述从设备获取返回响应。

本申请的第三方面，提供基于环形总线的多核网络通信系统，所述系统包括多台主设备、多台从设备和环形总线，所述环形总线包括多个环形装置，所述环形装置与相邻的所述环形装置相互通信，所述环形装置分别与存在于所述环形装置的所述主设备和所述从设备相互通信；所述环形装置包括调度器和判断器，并且所述环形装置被进一步配置为执行以下程序步骤：步骤101：从主设备获取访问请求，所述访问请求携带有需访问的从设备的地址信息；步骤102：根据所述地址信息获取所述访问请求的传递方向；步骤103：判断需访问的所述从设备是否存在于当前所述环形装置；步骤104：如果需访问的所述从设备不存在于当前所述环形装置，则根据所述传递方向将所述访问请求传递至下一级所述环形装置，并重复步骤103；步骤105，如果需访问的所述从设备存在于当前所述环形装置，则将所述访问请求发送至需访问的所述从设备。

结合三方面，在第七种可能的实现方式中，所述环形装置还包括流量控制器。

本申请实施例提供基于环形总线的多核网络通信方法、装置及系统，所述方法应用于环形总线的环形装置，所述环形总线包括多个所述环形装置，所述环形装置与相邻的所述环形装置相互通信，所述方法包括：步骤101：从主设备获取访问请求，所述访问请求携带有需访问的从设备的地址信息；步骤102：根据所述地址信息获取所述访问请求的传递方向；步骤103：判断需访问的所述从设备是否存在于当前所述环形装置；步骤104：如果需访问的所述从设备不存在于当前所述环形装置，则根据所述传递方向将所述访问请求传递至下一级所述环形装置，并重复步骤103；步骤105，如果需访问的所述从设备存在于当前所述环形装置，则将所述访问请求发送至需访问的所述从设备。与现有技术相比，本申请基于环形总线，将多个主设备和从设备放置在不同的环形装置上，支持多个主设备同时访问总线传输访问请求，并且通过访问请求携带的需访问的从设备的地址信息选择访问请求的传递方向实现传输过程的最短路径，从而提高传输过程的效率。各个主设备在发送和传递访问请求的过程中互相不存在制约，访问请求传输过程不会发生中断的情况，从而同时保证传输的正确性。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1为本申请实施例提供的基于环形总线的多核网络通信方法的工作流程示意图；

图2是本申请实施例提供的基于环形总线的多核网络通信系统的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的返回响应序列示意图；

图4是本申请实施例提供的访问请求的传递方向判断过程示意图；

图5是本申请实施例提供的基于环形总线的多核网络通信装置的框架图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

为了全面理解本申请，在以下详细描述中提到了众多具体的细节，但是本领域技术人员应该理解，本申请可以无需这些具体细节而实现。在其他实施例中，不详细描述公知的方法、过程、组件和电路，以免不必要地导致实施例模糊。

参见图1所示基于环形总线的多核网络通信方法的工作流程示意图，所述方法包括以下步骤：

步骤101，从主设备获取访问请求，所述访问请求携带有需访问的从设备的地址信息。

如图2所示的本申请实施例示出的基于环形总线的多核网络通信系统，所述系统包括多台主设备1、多台从设备2和环形总线3，所述环形总线3包括多个环形装置31，所述环形装置31与相邻的所述环形装置31相互通信，所述环形装置31分别与存在于所述环形装置31的所述主设备1和所述从设备2相互通信。

总线装置的传输效率和使用的协议有关，总线协议有很多种，如果采用AHB(Advanced Hight-performance Bus)总线协议，主设备需要先申请总线的使用权，得到总线使用权后将准备好的数据进行传输，主设备只能依次串行发送访问请求(某一时刻只允许一个主设备使用总线)，每完成一次突发传输都要重新申请总线的使用权，显然对于多个主设备的系统来说传输效率较低。如果采用并行的方式发送访问请求(每个主设备都通过总线和从设备连接)这种方式传输效率会提高，但是从设备在同一时刻会收到多个主设备的访问请求，这种情况在实际的访问中会频繁出现，需要考虑从设备的处理能力和处理延时以及多个访问返回之间保序的情况。

本申请实施例的采用AXI协议(Advanced eXtensible Interface)，AXI协议读写通道分离分为五个通道写请求通道、写数据通道、读请求通道、写返回通道、读数据通道。通过采用AXI协议将读写通道分离开，主设备不需要等待从设备发送返回后再进行下一次访问。

主设备产生访问请求，该访问请求携带有需要被访问的从设备的地址信息。如图2所示的环形总线上包括了编号A、B…F的环形装置，环形装置A与主设备A1相互通信，与从设备A2相互通信，环形装置A从主设备A1获取到第一访问请求，所述第一访问请求携带有需访问的从设备的地址信息，比如携带有从设备C2的地址信息。

步骤102，根据所述地址信息获取所述访问请求的传递方向。主设备发送访问请求通过环形总线传输，只需要在进入环形总线的时刻判断转发的路径就可以传输到指定从设备。本申请实施例中的环形装置31包括调度器311和判断器312，通过判断器312根据所述地址信息访问请求的传递方向，从而获得最短的传输路径，提高传输效率。判断向左转发的数据会一直向着一个方向传输，从左侧进入的请求不会再从这个装置的左侧出去，只会向右右转发，这样既能避免多次判断转发方向，又可以保证主设备发送的访问请求不会一直停留在环形总线上。如图4所示，请求Req0根据地址信息判断为向右转发数据送出，请求Req1根据地址信息判断为向左转发数据送出，从左侧进入的数据不会再从这个装置的左侧出去只会向右转发。同样的请求Req1根据地址信息判断为向左转发数据送出，请求Req1根据地址信息判断为向左转发数据送出，从右侧进入的数据不会再从这个装置的右侧出去只会向右转发。

如图2所示的实施例中，获取到的访问请求携带的需访问的从设备的地址信息为环形装置F的地址信息，则根据环形装置F的地址信息，传输的最短路径是从环形装置A向左侧出去，如果是环形装置C的地址信息，则传输的最短路径是从环形装置A向右出去。

步骤103，判断需访问的所述从设备是否存在于当前所述环形装置。

步骤104：如果需访问的所述从设备不存在于当前所述环形装置，则根据所述传递方向将所述访问请求传递至下一级所述环形装置，并重复步骤103。

步骤105，如果需访问的所述从设备存在于当前所述环形装置，则将所述访问请求发送至需访问的所述从设备。

从主设备获取到访问请求之后首先判断当前的环形装置是否存在需访问的从设备。比如图2所示的实施例中，环形装置A从主设备A1获取到访问请求之后，判断访问请求对应的从设备是否存在于环形装置A，如果需要访问的从设备是A2，则需要访问的从设备A2存在与环形装置A，则可以将所述访问请求直接发送至从设备A2。如果需要访问的从设备不是A2，则根据步骤102得到传递方向将所述访问请求传递至下一级的环形装置B，重复判断需访问的所述从设备是否存在于当前所述环形装置B，发现需要访问的从设备仍然不存在于环形装置B，则继续根据传递方向将所述访问请求传递至下一级的环形装置，直至到达的环形装置为需访问的从设备A2所存在的环形装置。比如需要访问的从设备为D2，经过传递，访问请求最后到达环形装置D，而从设备D2存在于环形装置D，则将所述访问请求发送至从设备D2。

本申请实施例还支持一个主设备1同时向多个从设备2发送访问请求，也支持多个主设备1同时向一个或多个从设备2发送访问请求。比如主设备A1同时向从设备A2、B2、C2发送访问请求，或者主设备A1、B1、C1同时向从设备A2发送访问请求，或者主设备A1向从设备A2发送访问请求同时主设备B1向从设备B2发送访问请求，都可以通过本申请环形总线实现，而不会互相制约。

由以上技术方案可知，本申请实施例提供基于环形总线的多核网络通信方法、装置及系统，所述方法应用于环形总线的环形装置，所述环形总线包括多个所述环形装置，所述环形装置与相邻的所述环形装置相互通信，所述方法包括：步骤101：从主设备获取访问请求，所述访问请求携带有需访问的从设备的地址信息；步骤102：根据所述地址信息获取所述访问请求的传递方向；步骤103：判断需访问的所述从设备是否存在于当前所述环形装置；步骤104：如果需访问的所述从设备不存在于当前所述环形装置，则根据所述传递方向将所述访问请求传递至下一级所述环形装置，并重复步骤103；步骤105，如果需访问的所述从设备存在于当前所述环形装置，则将所述访问请求发送至需访问的所述从设备。与现有技术相比，本申请基于环形总线，将多个主设备和从设备放置在不同的环形装置上，支持多个主设备同时访问总线传输访问请求，并且通过访问请求携带的需访问的从设备的地址信息选择访问请求的传递方向实现传输过程的最短路径，从而提高传输过程的效率。各个主设备在发送和传递访问请求的过程中互相不存在制约，访问请求传输过程不会发生中断的情况，从而同时保证传输的正确性。

另外本申请在将所述访问请求发送至需访问的所述从设备，之后还可以包括：从需访问的所述从设备获取返回响应。比如图2实施例中的从主设备A1发出的向从设备C2发出的访问请求，从设备C2接收到访问请求之后产生返回响应，产生的返回响应可以沿着原路径返回。

从主设备获取访问请求，所述访问请求携带有需访问的从设备的地址信息，可以包括：从主设备获取多条访问请求，多条所述访问请求均携带有需访问的从设备的地址信息。同一个主设备可以发出多条访问请求，也就是一个主设备可以同时向多个从设备发出访问请求，多条访问请求均携带有需访问的从设备的地址信息。对于同一个主设备同时访问不同的两个或多个从设备由于路径延时不同可能存在先发送的访问请求没有先返回导致乱序，如图3所示为比如，主设备A1顺序发送访问请求Req0、Req1、Req2、Req3，分别对应从设备B2、C2、D2、E2，从设备B2、C2、D2、E2接收到访问请求后一段时间内产生返回响应，凡是总线传输延时和从设备的响应时间不确定所以会导致返回的顺序错乱，比如返回响应的顺序为Rsp3、Rsp1、Rsp2、Rsp0。

这样的返回响应顺序容易系统判断错误，因此多条所述访问请求还可以携带有ID，从需访问的所述从设备获取返回响应，包括：根据所述ID对所述返回响应进行排序；根据所述排序依次从需访问的所述从设备获取返回响应，保证主设备接收到的返回是Rsp0、Rsp1、Rsp2、Rsp3，从而保证返回响应的准确性。

本申请提供的基于环形总线的多核网络通信系统，如图2所示，所述系统包括多台主设备1、多台从设备2和环形总线3，所述环形总线3包括多个环形装置31，所述环形装置31与相邻的所述环形装置31相互通信，所述环形装置31分别与存在于所述环形装置31的所述主设备1和所述从设备2相互通信；

具体的，所述环形装置31包括调度器311和判断器312，并且所述环形装置31被进一步配置为执行以下程序步骤：

步骤101：从主设备获取访问请求，所述访问请求携带有需访问的从设备的地址信息；

步骤102：根据所述地址信息获取所述访问请求的传递方向；

步骤103：判断需访问的所述从设备是否存在于当前所述环形装置；

步骤104：如果需访问的所述从设备不存在于当前所述环形装置，则根据所述传递方向将所述访问请求传递至下一级所述环形装置，并重复步骤103；

步骤105，如果需访问的所述从设备存在于当前所述环形装置，则将所述访问请求发送至需访问的所述从设备。

所述调度器311主要是对主设备1发送的访问请求做调度，在一个环形装置3上可以存在多个主设备1彼此互不影响，存在于一个环形装置3上的多个主设备1可以同时发起针对于相同从设备2和不同从设备2的访问请求。对于存在于同一个环形装置3上的多个主设备1，如果同一时刻发起访问请求，调度器311采用轮叫调度策略公平调度每个主设备1发送的访问请求，存在于同一个环形装置3的主设备1以轮叫调度的方式进行调度保证访问总线的机会相等。调度器311还用于将访问请求的ID进行缓存，并且根据缓存的ID的顺序依次向主设备1返回响应。

所述判断器312主要用于根据所述地址信息获取所述访问请求的传递方向。对于调度过后的访问请求提取信息进行转发，根据访问请求中携带的从设备2的地址信息判断出从设备2存在于哪个环形装置3上，从而寻找一条最短路径将请求发送给从设备2。也可以通过主设备1配置判断器312中的信息来决定传递的方向。

本申请实施例的环形装置31还包括流量控制器313。流量控制器313主要用于管理环形总线上的流量，由于业务需求主设备1可能频繁访问一个从设备2就会导致当前的转发路径的流量过大，流量控制器313可以调节这种流量过大的情况。当有访问请求下发时，流量控制器313会检测当前各个转发方向的流量，如果默认的转发路径的流量大于阈值流量，流量控制器313会选择另一条转发路径，流量阈值可以通过配置得到也可以使用默认值。

下述为本申请装置实施例，可以用于执行本申请方法实施例。对于本申请装置实施例中未披露的细节，请参照本申请方法实施例。参见图5所示的结构示意图，本申请实施例提供基于环形总线的多核网络通信装置，所述装置应用于环形总线的环形装置，所述环形总线包括多个所述环形装置，所述环形装置与相邻的所述环形装置相互通信，所述装置包括：

访问请求获取单元U1001，用于从主设备获取访问请求，所述访问请求携带有需访问的从设备的地址信息；

传递方向获取单元U1002，用于根据所述地址信息获取所述访问请求的传递方向；

判断单元U1003，用于判断需访问的所述从设备是否存在于当前所述环形装置；

传递单元U1004，用于如果需访问的所述从设备不存在于当前所述环形装置，则根据所述传递方向将所述访问请求传递至下一级所述环形装置。

发送单元U1005，用于如果需访问的所述从设备存在于当前所述环形装置，则将所述访问请求发送至需访问的所述从设备。

进一步地，所述装置还包括：返回响应获取单元U1006，用于在将所述访问请求发送至需访问的所述从设备之后，从需访问的所述从设备获取返回响应。

另外，所述访问请求获取单元，用于从主设备获取访问请求，所述访问请求携带有需访问的从设备的地址信息，可以包括：从主设备获取多条访问请求，多条所述访问请求均携带有需访问的从设备的地址信息。多条所述访问请求还携带有ID，所述返回响应获取单元，用于从需访问的所述从设备获取返回响应，包括：根据所述ID对所述返回响应进行排序；根据所述排序依次从需访问的所述从设备获取返回响应。

具体实现中，本申请还提供计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可包括本申请提供的基于规则的报文检测方法的各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、ROM(read-onlymemory，只读存储记忆体)或RAM(random access memory，随机存储记忆体)等。

本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请实施例中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，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.基于环形总线的多核网络通信方法，其特征在于，所述方法应用于环形总线的环形装置，所述环形总线包括多个所述环形装置，所述环形装置与相邻的所述环形装置相互通信，所述方法包括：

步骤101：从主设备获取多条访问请求，所述访问请求携带有需访问的从设备的地址信息；所述访问请求还携带有ID；

步骤102：根据不同访问请求的所述地址信息分别获取不同访问请求最短的传输路径以及每条访问请求对应的传递方向；

步骤103：判断需访问的所述从设备是否存在于当前所述环形装置；

步骤104：如果需访问的所述从设备不存在于当前所述环形装置，则根据所述传递方向将所述访问请求传递至下一级所述环形装置，并重复步骤103；

步骤105，如果需访问的所述从设备存在于当前所述环形装置，则将所述访问请求发送至需访问的所述从设备；

根据所述ID的排序依次从需访问的所述从设备获取返回响应。

2.基于环形总线的多核网络通信装置，其特征在于，所述装置应用于环形总线的环形装置，所述环形总线包括多个所述环形装置，所述环形装置与相邻的所述环形装置相互通信，所述装置包括：

访问请求获取单元，用于从主设备获取多条访问请求，所述访问请求携带有需访问的从设备的地址信息；多条所述访问请求还携带有ID；

传递方向获取单元，用于根据不同访问请求的所述地址信息分别获取不同访问请求最短的传输路径以及每条访问请求对应的传递方向；

判断单元，用于判断需访问的所述从设备是否存在于当前所述环形装置；

传递单元，用于如果需访问的所述从设备不存在于当前所述环形装置，则根据所述传递方向将所述访问请求传递至下一级所述环形装置；

发送单元，用于如果需访问的所述从设备存在于当前所述环形装置，则将所述访问请求发送至需访问的所述从设备；

所述装置还包括：

返回响应获取单元，用于在将所述访问请求发送至需访问的所述从设备之后，从需访问的所述从设备获取返回响应；所述返回响应获取单元，用于从需访问的所述从设备获取返回响应，包括：

根据所述ID对所述返回响应进行排序；

根据所述排序依次从需访问的所述从设备获取返回响应。

3.基于环形总线的多核网络通信系统，其特征在于，所述系统包括多台主设备、多台从设备和环形总线，所述环形总线包括多个环形装置，所述环形装置与相邻的所述环形装置相互通信，所述环形装置分别与存在于所述环形装置的所述主设备和所述从设备相互通信；

所述环形装置包括调度器和判断器，并且所述环形装置被进一步配置为执行以下程序步骤：

步骤101：从主设备获取多条访问请求，所述访问请求携带有需访问的从设备的地址信息；多条所述访问请求还携带有ID；

步骤102：根据不同访问请求的所述地址信息分别获取不同访问请求最短的传输路径以及每条访问请求对应的传递方向；

步骤103：判断需访问的所述从设备是否存在于当前所述环形装置；

步骤104：如果需访问的所述从设备不存在于当前所述环形装置，则根据所述传递方向将所述访问请求传递至下一级所述环形装置，并重复步骤103；

步骤105，如果需访问的所述从设备存在于当前所述环形装置，则将所述访问请求发送至需访问的所述从设备；

根据所述ID的排序依次从需访问的所述从设备获取返回响应。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述环形装置还包括流量控制器。