CN112887223A

CN112887223A - 速率自适应方法、装置和存储介质

Info

Publication number: CN112887223A
Application number: CN202110037883.3A
Authority: CN
Inventors: 顾林; 蔡洁明; 唐海洋
Original assignee: CETC 58 Research Institute
Current assignee: CETC 58 Research Institute
Priority date: 2021-01-12
Filing date: 2021-01-12
Publication date: 2021-06-01

Abstract

本申请公开了一种速率自适应方法、装置和存储介质，涉及数据通信技术领域，用于芯片的链路控制层，所述方法包括：对目标端口的发送端口和接收端口进行速率匹配，得到匹配的候选速率；根据所述候选速率通过主协商确定得到所述发送端口和所述接收端口满足第一条件的最大速率；所述第一条件包括所述接收端口的端口速率大于等于所述发送端口的端口速率；通过从协商测试所述接收端口在所述最大速率时的信号稳定性；在测试结果为稳定时，以所述最大速率执行数据通信。解决了现有技术中可能存在的不同设备之间由于支持的通信速率不同，相互之间无法有效地进行数据传输的问题，达到了可以进行速率自适应，进而保证正常的数据传输的效果。

Description

速率自适应方法、装置和存储介质

技术领域

本发明涉及一种速率自适应方法、装置和存储介质，属于数据通信技术领域。

背景技术

随着新航空航天技术的发展，航空航天电子系统的架构发生了翻天覆地的变化，新型航空航天电子系统各功能模块之间需要传递的信息量和数据通信速率要求越来越大。不论是传统的MIL-STD-1553B 总线还是 ARINC429 总线，由于较低的传输速率限制，仅局限于控制命令和简单数据的传输。光纤通道在传输速率、传输带宽、可靠性等方面的突出优势，符合航空航天电子系统发展的需要，于是FC-AE-1553应运而生。它既具有MIL-STD-1553B传统总线的基本特性，又具有光纤通道的良好高速网络性能。

与传统的数据总线相比，FC-AE-1553具有显著的技术优点，例如高带宽（>=2Gbps）、可靠性高（低误码率（<=10-12））、较低的延迟（微秒级）、路由能力、高性价比的商业特性等等。它的高带宽可以传输大量的数据，并且可以在网络中实现数据交换。由此可见，FC-AE-1553完全能够满足现代航空电子系统总线的要求，并且能够减少各种设备接口的种类，如测试仪器、传输介质、连接器等，从而使通信效率提高，并且使整个系统的研发成本也有所降低。

然而，目前市场上的FC-AE-1553设备接口传输速率不统一，包括1.0625Gbps、2.125Gbps、4.25Gbps、8.5Gbps等多种，这样就导致不同设备之间由于支持的通信速率不同，相互之间无法有效地进行数据传输。

发明内容

本发明的目的在于提供一种速率自适应方法、装置和存储介质，用于解决现有技术中存在的问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

根据第一方面，本发明实施例提供了一种速率自适应方法，用于芯片的链路控制层，所述方法包括：

对目标端口的发送端口和接收端口进行速率匹配，得到匹配的候选速率；

根据所述候选速率通过主协商确定得到所述发送端口和所述接收端口满足第一条件的最大速率；所述第一条件包括所述接收端口的端口速率大于等于所述发送端口的端口速率；

通过从协商测试所述接收端口在所述最大速率时的信号稳定性；

在测试结果为稳定时，以所述最大速率执行数据通信。

可选的，所述对目标端口的发送端口和接收端口进行速率匹配，得到匹配的候选速率，包括：

按照所述发送端口的速率由大到小的顺序轮询所述发送端口的各个速率，确定在每个速率时所述接收端口能否接收到对应的反馈信号；

若能够接收到对应的反馈信号，则将当前速率确定为候选速率，并继续轮询下一个速率。

可选的，所述方法还包括：

若在所述速率下在第一时间内未接收到对应的反馈信号，则忽略所述速率并继续轮询下一个速率。

可选的，所述根据所述候选速率通过主协商确定得到所述发送端口和所述接收端口满足第一条件的最大速率，包括：

按照各个候选速率由大到小的顺序，对于每个候选速率，对所述发送端口和所述接收端口进行同步测试；

若同步测试通过且端口速率满足所述第一条件，则记录当前的候选速率为所述最大速率。

可选的，所述对所述发送端口和所述接收端口进行同步测试，包括：

检测在所述候选速率下通信连接维持的维持时间是否达到预设维持时间；

若达到所述预设维持时间，则确定同步测试通过。

可选的，所述方法还包括：

若同步测试未通过，则在主协商的时间达到第二时间时，将所述接收端口的端口速率更新为所述发送端口的端口速率，并再次执行所述对所述发送端口和所述接收端口进行同步测试的步骤。

可选的，所述方法还包括：

若同步测试未通过，则在主协商的时间未达到所述第二时间时，对于所述候选速率中的下一个速率，再次执行所述对所述发送端口和所述接收端口进行同步测试的步骤。

可选的，所述通过从协商测试接收端口在所述最大速率时的信号稳定性，包括：

检测在所述最大速率下通信超时时间是否达到预设超时时间；

若未达到所述预设超时时间，则确定在所述最大速率下信号稳定；

若达到所述预设超时时间，则确定在所述最大速率下信号不稳定。

第二方面，提供了一种速率自适应装置，所述装置包括存储器和处理器，所述存储器中存储有至少一条程序指令，所述处理器通过加载并执行所述至少一条程序指令以实现如第一方面所述的方法。

第三方面，提供了一种存储介质，所述存储介质中包括至少一条程序指令，所述至少一条程序指令被处理器加载并执行以实现如上所述的方法。

通过对目标端口的发送端口和接收端口进行速率匹配，得到匹配的候选速率；根据所述候选速率通过主协商确定得到所述发送端口和所述接收端口满足第一条件的最大速率；所述第一条件包括所述接收端口的端口速率大于等于所述发送端口的端口速率；通过从协商测试所述接收端口在所述最大速率时的信号稳定性；在测试结果为稳定时，以所述最大速率执行数据通信。解决了现有技术中可能存在的不同设备之间由于支持的通信速率不同，相互之间无法有效地进行数据传输的问题，达到了可以进行速率自适应，进而保证正常的数据传输的效果。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本发明一个实施例提供的FC-AE-1553协议分层模型的分层示意图；

图2为本发明一个实施例提供的速率自适应链路物理架构的架构图；

图3为本发明一个实施例提供的速率自适应方法的方法流程图；

图4为本发明一个实施例提供的信号等待状态下的执行流程图；

图5为本发明一个实施例提供的主协商状态下的执行流程图；

图6为本发明一个实施例提供的从协商状态下的执行流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

首先为了便于说明，先对本申请的应用场景做简单介绍。本申请提供的速率自适应方法可以用于各种芯片中，下述除特殊说明外，以应用于FC-AE-1553中来举例说明，如图1所示，FC-AE-1553协议分层模型一共分为五层，即：FC-0（物理链路层）、FC-1（编码解码层）、FC-2（链路控制层）、FC-3（公共服务层）、FC-4（高层协议应用层）。其中FC-0层、FC-1层和FC-2层共同组成了物理和信号层，主要实现各类帧协议、流量控制、仲裁、编解码及物理接口等功能。FC-3层和FC-4层组成了FC的上层协议，提供了一套通用的公共通信服务，并规定了上层协议到光纤通道的映射。数据在网络传输过程中，底层协议为上层协议提供数据接口与设备抽象，上层协议则为用户提供应用接口，并通过底层协议的调用完成数据传输。以下所述的方法用于FC-2层，并且仅针对点对点物理连接方式，用于对同一个物理端口进行速率自适应。比如，当端口A开始速率自适应过程时，下述方法仅针对端口A的发送器和接收器，与端口B无关。速率自适应链路物理架构如图2所示。

此外，为了便于理解，先对本申请所涉及的各个描述做简单介绍。

1、TX：当前发送速率；

2、RX：当前接收速率；

3、TX_MAX：当前速率列表中的最大发送速率；

4、RX_MAX：当前速率列表中的最大接收速率；

5、TxNext(xxx)：端口支持的比xxx低一级的发送速率（如果存在），端口支持的最高发送速率（不存在）；

6、RxNext(xxx)：端口支持的比xxx低一级的接收速率（如果存在），端口支持的最高接收速率（不存在）；

7、t_txcycl：发送器完成速率自适应的阈值时间；

8、t_rxcycl：接收器完成速率自适应的阈值时间；

9、tnc：速率轮循时间；

10、t_ncinit：在进入主协商状态前通过同步测试的速率初始值；

11、t_ncycl：在主协商阶段轮循所有速率的阈值时间；

12、tneg：通过速率协商所用的时间；

13、tsync：接收器保持稳定的同步状态的时间；

14、t_fail：看门狗时间（允许的最长同步时间）；

15、t_stbl：其他接收端口速率稳定确认时间；

16、ttx：发送时间计时；

17、t_wddly：通过看门狗定时测试的极限时间。

请参考图3，其示出了本申请一个实施例提供的速率自适应方法的方法流程图，如图3所示，所述方法包括：

步骤301，对目标端口的发送端口和接收端口进行速率匹配，得到匹配的候选速率；

本步骤可以包括：

第一，按照所述发送端口的速率由大到小的顺序轮询所述发送端口的各个速率，确定在每个速率时所述接收端口能否接收到对应的反馈信号；

此过程可以称为信号等待状态，在信号等待状态过程中，发送端口TX循环切换不同的端口速率，以使接收方RX端口能够同步，确保信号不丢失。同时，RX也循环切换端口所支持的速率，以寻求TX发送的信号。

第二，若能够接收到对应的反馈信号，则将当前速率确定为候选速率，并继续轮询下一个速率。

在同步过程中，发出信号，若能接收到对方反馈的信号，则说明支持当前速率，将当前速率确定为候选速率，并继续轮询下一个速率。

第三，若在所述速率下在第一时间内未接收到对应的反馈信号，则忽略所述速率并继续轮询下一个速率。

请参考图4，其示出了一种可能的信号等待状态的同步示意图。并且，结合图4，在进行同步测试的过程中，还可以先检测是否在t_rxcycl之后通过同步测试，若是，则记录当前速率为候选速率，若否，则继续检测同步轮询的时间是否达到t_txcycl，若是，则轮询下一个发送端口的速率，若否，则轮询下一个接口端口的速率，在此不再赘述。

在信号等待状态结束之后进入主协商模式，也即进入步骤302。

步骤302，根据所述候选速率通过主协商确定得到所述发送端口和所述接收端口满足第一条件的最大速率；所述第一条件包括所述接收端口的端口速率大于等于所述发送端口的端口速率；

第一，按照各个候选速率由大到小的顺序，对于每个候选速率，对所述发送端口和所述接收端口进行同步测试；

可选的，本步骤包括：

（1）、检测在所述候选速率下通信连接维持的维持时间是否达到预设维持时间；

经过步骤301中的信号等待状态之后，各个候选速率均是初步判断支持的速率，而为了进一步判断在各个速率下能否在一定时间内供其他设备建立连接，可以按照各个候选速率由大到小的顺序，检测在候选速率下通信连接的维持时间是否能达到预设维持时间。可选的，预设维持时间可以通过看门狗的方式实现。

可选的，在执行本步骤之前，请参考图5，还可以先检测是否在t_rxcycl之后通过同步测试，若是，则执行本步骤，若否，则与上述实施例类似，可以检测轮询时间是否达到t_txcycl，若是，则执行速率步骤（3），若否，则继续轮询下一个接收端口的速率。

（2）、若达到所述预设维持时间，则确定同步测试通过。

如果达到预设维持时间，则说明在当前速率下信号能够维持足够长时间，此时确定同步测试通过。

（3）、若同步测试未通过，则在主协商的时间达到第二时间时，将所述接收端口的端口速率更新为所述发送端口的端口速率，并再次执行所述对所述发送端口和所述接收端口进行同步测试的步骤。

而若未能达到预设维持时间时连接断开，则同步测试失败，则将接收端口的端口速率更新为发送端口的端口速率并再次执行同步测试的步骤。

需要说明的是，若同步测试未通过，则在主协商的时间未达到所述第二时间时，对于所述候选速率中的下一个速率，再次执行所述对所述发送端口和所述接收端口进行同步测试的步骤。

可选的，请参考图5，在进入主协商之后，可以启动看门狗，在tneg大于等于t_fail时判定为超时此时回到信号等待模式也即步骤301，反之，则看门狗定时器继续计时。

第二，若同步测试通过且端口速率满足所述第一条件，则记录当前的速率为所述最大速率。

在经过轮询之后，即可筛选出候选速率中各个满足上述条件的速率，此后，进入从协商模式，也即进入步骤303。

步骤303，通过从协商测试所述接收端口在所述最大速率时的信号稳定性；

在经过步骤302之后，发送端口的端口速率与接收端口的端口速率相同，此时，可以继续判断在各个速率下信号的稳定性。

可选的，本步骤包括：

（1）、检测在所述最大速率下通信超时时间是否达到预设超时时间；

（2）、若未达到所述预设超时时间，则确定在所述最大速率下信号稳定；

（3）、若达到所述预设超时时间，则确定在所述最大速率下信号不稳定。

步骤304，在测试结果为稳定时，以所述最大速率执行数据通信。

在判定结果为稳定时，即可进入后续正常的数据通信阶段，端口自适应流程结束，本实施例在此不再赘述。

可选的，请参考图6，与上述实施例类似的是，可以先检测是否在t_rxcycl之后通过同步测试，若是，则执行本步骤，若否，则继续轮询下一个速率，在此不再赘述。

需要补充说明的是，在正常通信模式下，FC协议会对链路信号进行监测，当发生信号故障或者链路重启等问题时会再次调用自适应算法完成自适应过程。速率从协商状态使用的看门狗算法与速率主协商状态中使用的看门狗算法是相同的。在从协商算法中，如果TX和RX双方没有通过同步测试，那么系统将改变RX端口的速率来寻求同步，同步后，TX端口的速率值将被设置为RX端口的速率值，然后启动对t_stbl的计时器tsync。同步时间超过t_stbl后，则认为系统成功完成了速率自适应过程。

综上所述，通过对目标端口的发送端口和接收端口进行速率匹配，得到匹配的候选速率；根据所述候选速率通过主协商确定得到所述发送端口和所述接收端口满足第一条件的最大速率；所述第一条件包括所述接收端口的端口速率大于等于所述发送端口的端口速率；通过从协商测试所述接收端口在所述最大速率时的信号稳定性；在测试结果为稳定时，以所述最大速率执行数据通信。解决了现有技术中可能存在的不同设备之间由于支持的通信速率不同，相互之间无法有效地进行数据传输的问题，达到了可以进行速率自适应，进而保证正常的数据传输的效果。

本申请还提供了一种速率自适应装置，其特征在于，所述装置包括存储器和处理器，所述存储器中存储有至少一条程序指令，所述处理器通过加载并执行所述至少一条程序指令以实现如上所述的方法。

本申请还提供了一种存储介质，所述存储介质中包括至少一条程序指令，所述至少一条程序指令被处理器加载并执行以实现如上所述的方法。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种速率自适应方法，其特征在于，用于芯片的链路控制层，所述方法包括：

在测试结果为稳定时，以所述最大速率执行数据通信。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对目标端口的发送端口和接收端口进行速率匹配，得到匹配的候选速率，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述候选速率通过主协商确定得到所述发送端口和所述接收端口满足第一条件的最大速率，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述发送端口和所述接收端口进行同步测试，包括：

若达到所述预设维持时间，则确定同步测试通过。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过从协商测试接收端口在所述最大速率时的信号稳定性，包括：

9.一种速率自适应装置，其特征在于，所述装置包括存储器和处理器，所述存储器中存储有至少一条程序指令，所述处理器通过加载并执行所述至少一条程序指令以实现如权利要求1至8任一所述的方法。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中包括至少一条程序指令，所述至少一条程序指令被处理器加载并执行以实现如权利要求1至8任一所述的方法。