CN111953774A - 暂存器的存取方法、网络装置及网络系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了暂存器的存取方法、网络装置及网络系统，暂存器设于网络装置，该暂存器的存取方法包括以下步骤：网络装置接收外部处理器发送的访问请求，并回复访问请求；在回复访问请求之后，网络装置接收外部处理器发送的读写请求，根据读写请求对暂存器进行读写操作，并回复暂存器的状态信息；其中，网络装置通过第二层协议与外部处理器进行通信，第二层协议为数据链路层协议。本发明中的网络装置不再需要预留空间给处理器使用，制程简单、节省芯片空间，同时，网络装置加节省能耗，也可以达到节省更多人力与成本功效。

Description

暂存器的存取方法、网络装置及网络系统

技术领域

本发明属于计算机技术领域，尤其涉及暂存器的存取方法、网络装置及网络系统。

背景技术

暂存器，或称为CPU寄存器(CPU Register)，是中央处理器内的其中的一个组成部份，用作暂存数据的功能。CPU寄存器是有限存贮容量的高速存贮部件，亦可用来暂存指令、资料和地址等。此外，CPU寄存器可被一计算机架构里的中央处理器快速的存取。例如，中央处理器可根据存放在一暂存器中的指令，指示中央处理器将两暂存器中的数值相加后，再把加总后数值放入一指定暂存器中。

在几乎所有的计算机架构里，处理器中的暂存器是少量且速度快的计算机内存。当某些数据要被用作运算时，计算机系统会将这些数据从一个大型内存加载到暂存器中再进行运算。运算后的数据通常会再被放回主存储器中。而现代的处理器结构通常使用动态或静态随机存取内存(RAM)来当作主存储器。

处理器暂存器是内存阶层中的最高阶，提供快速的数据访问速度。处理器暂存器一般而言指的是被直接编码成一指令的一组暂存器，如同指令集所定义的一般。在现今高效能CPUs中，通常具有多组重复的运算暂存器，藉由暂存器重命名(register renaming)来提高整体CPU的效率。

当一计算机程序重复的存取一相同数据时，即为所谓的存取局部性(Locality ofReference)。此外，把常用的数据放在暂存器中对程序执行来说是一个相当重要的因素。而暂存器分配则可以由程序编辑者在编辑程序时进行，也可由汇编语言编程者来进行。

请参照图1，图1为一处理器与暂存器整合的传统架构，在图1所示的系统1中，处理器11与暂存器12为一整体，处理器11与暂存器12之间由例如总线(Bus)相互连接，处理器11可存取暂存器12，即处理器11可读取暂存器12内之数据，或可将数据写入暂存器12内，上述之数据可为，例如，指令、命令或其他种不同的数据。

但是，在多处理设备的应用场景中，特别在网络通信技术领域中，面临如下难题：由于需要多个处理设备之间进行配合，故每个处理设备都需要配置处理器与暂存器整合的传统架构，但是实际上某些处理设备对于数据处理的需求并不是很高，如此，不仅造成了部分处理设备的资源浪费，而且大大增加了整个系统的成本。具体例如在光纤通信场景中，光纤到户需要为每一用户配置一光网络单元，光纤信号经过光网络单元的处理，从而使用户能够上网，如此，现有技术的光网络单元必须配置处理器与暂存器的传统架构，这就会造成光网络单元结构复杂、制备难、成本高等问题。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了暂存器的存取方法、网络装置及网络系统。

本发明的一目的在于提供一种暂存器的存取方法，该暂存器设于网络装置，包括以下步骤：该网络装置接收外部处理器发送的访问请求，并回复访问请求；在回复访问请求之后，该网络装置接收该外部处理器发送的读写请求，根据该读写请求对该暂存器进行读写操作，并回复该暂存器的状态信息；其中，该网络装置通过第二层协议与外部处理器进行通信，该第二层协议为数据链路层协议。

本发明的另一目的在于提供一种网络装置，该网络装置内设有暂存器，包括：访问模块，用于该网络装置接收外部处理器发送的访问请求，并回复访问请求；读写模块，用于该网络装置接收该外部处理器发送的读写请求，根据该读写请求对该暂存器进行读写操作，并回复该暂存器的状态信息；其中，该网络装置通过第二层协议与外部处理器进行通信，该第二层协议为数据链路层协议。

本发明的另一目的在于一种网络系统，包括：网络装置，该网络装置内设有暂存器；外部处理器，该外部处理器通过第二层协议与该网络装置进行通信；其中，该网络装置接收外部处理器发送的访问请求，并回复访问请求；在回复访问请求之后，该网络装置接收该外部处理器发送的读写请求，根据该读写请求对该暂存器进行读写操作，并回复该暂存器的状态信息。

本发明与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

本发明中，通过由一外部处理器经第二层协议来存取网络装置中的暂存器，如此，网络装置不再需要预留空间给处理器使用，在制造或制程上也相对简单，也可以更加节省制程上时所需的芯片空间，芯片设计也可以更简单化，再者，网络装置通过外部处理器与其内部暂存器配合执行数据处理，因此可更节省网络装置所需消耗的电能，此外，也可以达到节省更多人力与成本功效。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。

图1为现有技术中处理器与暂存器整合的传统架构示意图；

图2为本发明一实施例的暂存器存取方法的整体过程流程图；

图3为本发明一实施例的暂存器存取方法的优化过程流程图；

图4为本发明一实施例的以太协议可兼容封包格式的数据结构示意图；

图5为本发明一实施例的网络装置及网络系统的结构框图；

附图标记说明：

1：系统；11：处理器；12：暂存器；

2：以太协议可兼容封包格式；21：目的地址区DMAC；22：源地址区SMAC；23：以太类型区EType；24：标头区Header；25：暂存器存取信息区；

3：网络装置；31：暂存器；32：访问模块；33：读写模块；

4：外部处理器。

具体实施方式

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，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。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附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的暂存器的存取方法、网络装置及网络系统作进一步详细说明。

参看图2，本实施例提供一种暂存器的存取方法，暂存器设于网络装置，包括以下步骤：

网络装置接收外部处理器发送的访问请求，并回复访问请求；在回复访问请求之后，网络装置接收外部处理器发送的读写请求，根据读写请求对暂存器进行读写操作，并回复暂存器的状态信息；其中，

网络装置通过第二层协议与外部处理器进行通信，第二层协议为数据链路层协议。

现具体对本实施例进行详细说明：

本实施例的方法可以被应用到具体不同的场景中，例如不同的通信系统中，其中，可包括光纤通信系统、基于IEEE标准的通信系统(例如IEEE 802.11标准)、基于第三代合作伙伴计划(3GPP)标准的通信系统(例如第二代行动通信标准GSM、第三代行动通信标准WCDMA或CDMA2000、第四代行动通信标准LTE或第五代行动通信标准)，本实施例不仅限于上述通信系统，更为广泛地，可以被应用到需要进行信号转换的场景中。

本实施例的网络装置为具体应用场景中的网络处理装置，例如应用在光纤通信场景中，则网络装置可为一光纤网络终端(optical network terminal,ONT)，再例如应用在基于IEEE标准的通信系统中，网络装置则可为一微型基站(micro base station)或为一接入点(Access Point,AP)，但不仅限于此，更为广泛地，本实施例的网络装置可以为设于介于上网终端与通信网络之间的转接或接入装置。

本实施例的外部处理器可为一系统芯片(System on Chip,SoC)或为一微处理单元(MCU)，更为广泛地，外部处理器可以是任何与网络装置信号连接的外界设备的处理器。

本实施例网络装置接收的访问请求，可以被理解成外部处理器欲对该网络装置内部暂存器进行读取或写入的动作，通过该访问请求通知该网络装置，具体地，正常运作情况下，本实施例的网络装置对于外部处理器的访问请求默认都是允许的，即允许外部处理器对暂存器进行读取或写入的动作。在回复访问请求之后，外部处理器接收到回复信息，进一步传送读写请求，该读写请求可以被理解成外部处理器实际对网络装置内部暂存器进行读取或写入的动作内容，网络装置接收读写请求，若需要对暂存器进行读取，则直接回复对应暂存器的状态信息，以将读取内容反馈给外部处理器，若需要对暂存器进行写入，则先将写入内容存储至对应的暂存器，并将对应暂存器的状态信息，以让外部处理器确认写入内容是否正确。

较优地，参看图3，上述网络装置可以根据其运作的状态回复允许或拒绝访问请求，例如暂存器正在进行读取或写入时，可以拒绝该访问请求，若暂存器此时处于闲置状态，则可以允许访问请求。而外部处理器根据是否允许来决定是否可以对网络装置发送读写请求，如此，解决了网络装置运作异常情况下暂存器的存取处理问题，保证了暂存器存取过程的正常有序。

较优地，本实施例的网络装置回复暂存器的状态信息之后，还包括：网络装置接收外部处理器发送的确认信息，以确认暂存器的状态信息写入无误。

其中，本实施例的网络装置通过第二层(Data Link Layer,Layer 2protocol)协议与外部处理器进行通信，具体地，第二层协议传送即OSI模型所定义的数据链路层(datalink layer)，外部处理器通过一以太网络协议与网络装置连接。因此，读取请求以及写入请求会被编码成一以太协议可兼容封包格式，以便透过以太网络协议传输。

参看图4，本实施例的以太协议可兼容封包格式2由不同区段所组成的一封包格式，包括一目的地址区(目的地多媒体访问控制地址，Destination MAC,DMAC)21，一源地址区(Source MAC,SMAC)22，一以太类型区(Ethernet type，EType)23，一标头区(Header)24以及一暂存器存取信息区25。

更为详细地说，本实施例的目的地址区、源地址区以及以太类型区分别占据6、6及4个字节，标头区用以指示通过以太网络对暂存器的存取动作，其中标头区可为标准格式或者可为使用者自行定义的标头，用来在以太网络上传送暂存器存取通知或事件通知。本实施例的暂存器存取信息区存储的内容包括但不限于暂存器读取/写入运作、暂存器数量、以及传送给或传自暂存器的读取/写入内容，另外，事件通知的内容也包括在暂存器存取信息区中。

本实施例相较于网络装置内建置有一个或多个处理器的先前技术，通过由一外部处理器经第二层协议来存取网络装置中的暂存器，如此，网络装置不再需要预留空间给处理器使用，在制造或制程上也相对简单，也可以更加节省制程上时所需的芯片空间，芯片设计也可以更简单化，再者，网络装置通过外部处理器与其内部暂存器配合执行数据处理，因此可更节省网络装置所需消耗的电能，此外，也可以达到节省更多人力与成本功效。

本发明的另一实施例提供一种基于上述暂存器的存取方法的网络装置3，参看图5，该网络装置3内设有暂存器31，包括：

访问模块32，用于网络装置3接收外部处理器4发送的访问请求，并回复访问请求；

读写模块33，用于网络装置3接收外部处理器4发送的读写请求，根据读写请求对暂存器31进行读写操作，并回复暂存器31的状态信息；其中，

网络装置3通过第二层协议与外部处理器进行通信，第二层协议为数据链路层协议。

现具体对本实施例详细说明：

首先，外部处理器传送一访问请求至网络装置的访问模块，而网络装置接收之后回复访问请求，正常运作情况下，本实施例的网络装置对于外部处理器的访问请求默认都是允许的，即允许外部处理器对暂存器进行读取或写入的动作，较优地，本实施例的网络装置也可以根据其运作的状态回复允许或拒绝访问请求，如此，解决了网络装置运作异常情况下暂存器的存取处理问题，保证了暂存器存取过程的正常有序。在回复访问请求之后，若网络装置回复允许访问请求，外部处理器则传送一读写请求至网络装置的读写模块，网络装置在接收到读写请求后，根据读写请求对暂存器进行读写操作，接着预备暂存器的状态信息，并传送暂存器状态信息至外部处理器以回复读写请求。值得注意的是，读取请求以及写入请求系以第二层协议传送。其中，外部处理器更响应一确认讯息(Acknowledgement,ACK)。

其中，需注意的是，外部处理器通过一以太网络协议与网络装置连接。因此，读取请求以及写入请求系被编码成一以太协议可兼容封包格式，以便透过以太网络协议传输。

再参照如前所述之图4，本实施例的一种以太协议可兼容封包格式2由不同区段所组成的一封包格式，以太协议可兼容封包格式的封包格式2包括一目的地址区(目的地多媒体访问控制地址区，Destination MAC,DMAC)21，一源地址区(Source MAC,SMAC)22，一以太类型区(Ethernet type，EType)23，一标头区(Header)24以及一暂存器存取信息区25。

更详细的说，目的地多媒体访问控制地址区、源地址区以及以太类型区分别占据6、6及4个字节。标头区用以指示通过以太网络的暂存器存取动作，其中，标头区可为一标准格式，或可为一使用者自行定义之标头，用来在以太网络上传送暂存器存取通知或事件通知。

暂存器存取信息区可包括但不限于，暂存器读取/写入动作，可存放之暂存器数量，以及传送给或传自暂存器的读取/写入内容。另外，事件通知的内容亦包括在暂存器存取信息区中。

相较于网络装置内建置有一个或多个处理器的先前技术，在本实施例中，通过一外部处理器来存取网络装置中的暂存器。因此，在本发明中网络装置不再需要预留空间给处理器使用，在制造或制程上也相对简单。如此，亦可更节省制程上时所需的芯片空间，芯片设计也可以更简单化。再者，网络装置不再执行暂存器写入与读取动作，因此可更节省网络装置所需消耗的电能。此外，亦可达到节省更多人力与成本功效。

参看图5，本发明的另一实施例还提供一种基于上述实施例的网络系统，包括：网络装置3，网络装置3内设有暂存器31；外部处理器4，外部处理器4通过第二层协议与网络装置进行通信；其中，网络装置3接收外部处理器4发送的访问请求，并根据暂存器31的运作状态回复允许或拒绝访问请求；若允许访问请求，则网络装置3接收外部处理器4发送的读写请求，根据读写请求对暂存器31进行读写操作，并回复暂存器31的状态信息。该网络系统的具体内容如上述两个实施例的说明，在此不再赘述。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (17)

1.一种暂存器的存取方法，其特征在于，所述暂存器设于网络装置，包括以下步骤：

所述网络装置接收外部处理器发送的访问请求，并回复所述访问请求；

在回复所述访问请求之后，所述网络装置接收所述外部处理器发送的读写请求，根据所述读写请求对所述暂存器进行读写操作，并回复所述暂存器的状态信息；其中，

所述网络装置通过第二层协议与外部处理器进行通信，所述第二层协议为数据链路层协议。

2.根据权利要求1所述的暂存器的存取方法，其特征在于，

所述回复所述访问请求进一步包括：根据所述网络装置的运作状态回复允许或拒绝所述访问请求；

所述网络装置接收所述外部处理器发送的读写请求进一步包括：若允许所述访问请求，则所述网络装置接收所述外部处理器发送的读写请求。

3.根据权利要求1所述的暂存器的存取方法，其特征在于，所述第二层协议通过以太协议可兼容封包格式进行通信，其中，所述以太协议可兼容封包格式包括：

目标地址区DMAC；

源地址区SMAC；

以太类型区EType；

标头区Header，用于指示对所述暂存器的动作；

暂存器存取信息区，用于传送对所述暂存器的所述访问请求或者所述读写请求。

4.根据权利要求3所述的暂存器的存取方法，其特征在于，所述暂存器存取信息区还用于存放所述暂存器的数量，以及传送至或传送自所述暂存器的读写内容。

5.根据权利要求3所述的暂存器的存取方法，其特征在于，所述标头区Header还用于传送所述暂存器的通知，所述暂存器存取信息区还用于存储所述暂存器的通知对应的内容。

6.根据权利要求3所述的暂存器的存取方法，其特征在于，所述目的地址区DMAC占用6个字节，所述源地址区占用6个字节，而所述以太类型区占用4个字节。

7.根据权利要求1所述的暂存器的存取方法，其特征在于，所述网络装置回复所述暂存器的状态信息之后，还包括：所述网络装置接收所述外部处理器发送的确认信息，以确认所述暂存器的状态信息无误。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的暂存器的存取方法，其特征在于，所述外部处理器为外部设备的系统芯片SoC或者微处理器单元MCU。

9.一种网络装置，其特征在于，所述网络装置内设有暂存器，包括：

访问模块，用于所述网络装置接收外部处理器发送的访问请求，并回复所述访问请求；

读写模块，用于所述网络装置接收所述外部处理器发送的读写请求，根据所述读写请求对所述暂存器进行读写操作，并回复所述暂存器的状态信息；其中，

所述网络装置通过第二层协议与外部处理器进行通信，所述第二层协议为数据链路层协议。

10.根据权利要求9所述的网络装置，其特征在于，所述访问模块具体用于所述网络装置接收外部处理器发送的访问请求，并根据所述网络装置的运作状态回复允许或拒绝所述访问请求。

11.根据权利要求9所述的网络装置，其特征在于，所述第二层协议通过以太协议可兼容封包格式进行通信，其中，所述以太协议可兼容封包格式包括：

目标地址区DMAC；

源地址区SMAC；

以太类型区EType；

标头区Header，用于指示对所述暂存器的动作；

暂存器存取信息区，用于传送对所述暂存器的所述访问请求或者所述读写请求。

12.根据权利要求11所述的网络装置，其特征在于，所述暂存器存取信息区还用于存放所述暂存器的数量，以及传送至或传送自所述暂存器的读写内容。

13.根据权利要求11所述的网络装置，其特征在于，所述标头区Header还用于传送所述暂存器的通知，所述暂存器存取信息区还用于存储所述暂存器的通知对应的内容。

14.根据权利要求11所述的网络装置，其特征在于，所述目的地址区DMAC占用6个字节，所述源地址区占用6个字节，而所述以太类型区占用4个字节。

15.根据权利要求9所述的网络装置，其特征在于，还包括：确认模块，用于所述网络装置接收所述外部处理器发送的确认信息，以确认所述暂存器的状态信息无误。

16.根据权利要求9至15任意一项所述的网络装置，其特征在于，所述外部处理器为外部设备的系统芯片SoC或者微处理器单元MCU。

17.一种网络系统，其特征在于，包括：

网络装置，所述网络装置内设有暂存器；

外部处理器，所述外部处理器通过第二层协议与所述网络装置进行通信；

其中，所述网络装置接收外部处理器发送的访问请求，并回复所述访问请求；在回复所述访问请求之后，所述网络装置接收所述外部处理器发送的读写请求，根据所述读写请求对所述暂存器进行读写操作，并回复所述暂存器的状态信息。

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