CN114465696A - 一种基于状态转移模式的状态机验证方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于状态分析装置技术领域，尤其涉及一种基于状态转移模式的状态机验证方法及系统，本方法包括如模式空闲状态、数据帧起始状态、数据包头部配置状态等，本发明解决了现有技术存在现有分析仪成本高且适用性差，并不适用于总线协议网络的仿真测试应用的问题，具有实现较低成本且方便的交换芯片内部校验的有益技术效果。

Description

一种基于状态转移模式的状态机验证方法及系统

技术领域

本发明属于状态分析装置技术领域，尤其涉及一种基于状态转移模式的状态机验证方法及系统。

背景技术

目前而言对于想发送以及接收FC的数据包只能通过FC分析仪实现对FC类型的包的产生以及接收，FC分析仪可以发送多种类型的FC的包以及任意的包内容和发包的个数；但是FC分析仪价钱相当高昂，提高了相应的投入成本；

对于目前市场上没有相关较通用的用于内部模块的包生成装置，只有整个大而笨拙的FC分析仪，同时价钱很高，同时也是有价无市的一个现象；通过在设计时添加本模块的功能可以实现较低成本完成交换芯片内部以及外部功能的验证，实现不同种类包类型的发送，以及包内容的配置；很好的解决了对交换芯片功能验证以及成本上的把控；

现有技术存在现有分析仪成本高且适用性差，并不适用于总线协议网络的仿真测试应用的问题。

发明内容

本发明提供一种基于状态转移模式的状态机验证方法及系统，以解决上述背景技术中提出现有技术存在现有分析仪成本高且适用性差，并不适用于总线协议网络的仿真测试应用的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种基于状态转移模式的状态机验证方法，包括：

若数据包准备信号无效，且若数据包生成初始化信号有效，则进入模式空闲状态处理；

若数据包准备信号有效，且若数据包生成初始化信号无效，则进入数据帧起始状态处理，并若数据帧起始状态处理完成，则设置数据帧起始状态处理完成信号有效；

否则设置模式等待状态处理信号有效；

若数据帧起始状态处理完成信号有效，则进入数据包头部配置状态处理，并若数据帧起始状态处理完成，则设置数据帧起始状态处理完成信号有效；

否则设置模式等待状态处理信号有效；

若数据包起始状态处理完成信号有效，则进入数据包头汇编配置状态处理，并若数据包头汇编配置状态处理完成，则设置数据包头汇编配置状态处理完成信号有效；

否则设置模式等待状态处理信号有效；

若数据包头汇编配置状态处理完成信号有效，则进入数据包生成数据配置状态处理，并若数据包生成数据配置状态处理完成，则设置数据包生成数据配置状态处理完成信号有效；

否则设置模式等待状态处理信号有效；

若数据包生成数据配置状态处理完成信号有效，则进入数据包循环冗余校验状态处理，并若数据包循环冗余校验状态处理完成，则设置数据包循环冗余校验状态处理完成信号有效；

否则设置模式等待状态处理信号有效；

若数据包循环冗余校验状态处理完成有效，则进入数据包结束状态处理，并若数据包结束状态处理完成，则设置数据包结束状态处理完成信号有效；

否则设置模式等待状态处理信号有效；

若数据包结束状态处理完成信号有效，则进入模式等待状态处理，并若模式等待状态处理完成，则设置模式等待状态处理完成信号有效；

若模式等待状态处理信号有效，则进入模式等待状态处理，并若数据传输完成信号无效，则保持模式等待状态。

进一步，所述模式空闲状态处理包括：

若数据包准备信号无效，则标识当前为无空间写入状态，并判断：

若数据包生成初始化信号有效，则标识并复位当前为状态转移模式，并保持模式空闲状态。

进一步，所述数据帧起始状态处理包括：

若数据包准备信号有效且数据包生成初始化信号无效，则判断：

若结构间路由与中间结构使能信号有效，则将数据帧单独添加相应的结构间路由标志扩展帧头或中间结构标志扩展帧头，或绑定添加结构间路由标志扩展帧头和中间结构标志扩展帧头，形成路由标志数据帧，并进入路由标志数据帧传输子状态处理；

路由标志数据帧传输子状态处理包括：

将路由标志数据帧传输至总线链路中，并判断：

若路由标志数据帧传输完成且虚拟结构使能信号无效，则进入数据包头部配置状态处理；否则保持标志数据帧传输子状态；

若虚拟结构使能信号有效，则将数据帧添加虚拟结构标志扩展帧头，形成虚拟结构标志数据帧，并进入虚拟结构标志数据帧传输子状态处理；

虚拟结构标志数据帧传输子状态处理包括：

将虚拟结构标志数据帧传输至总线链路中，并判断：

若虚拟结构标志数据帧传输完成，则进入数据包头部配置状态处理；

否则保持虚拟结构标志数据帧传输子状态处理。

在数据帧起始状态处理中，若数据包准备信号无效，且数据包生成初始化信号有效，则进入模式空闲状态处理。

进一步，所述数据包头部配置状态处理包括：

若数据包准备信号有效且数据包生成初始化信号无效，则判断：

若数据包头配置完成信号无效，则将数据包配置数据包头，形成配置数据包头数据包，并判断：

若数据包头配置完成信号有效，则判断：

若数据包头汇编使能信号有效，则进入数据包头汇编配置状态处理；

否则判断：

若数据包包含数据个数为零，则进入数据包循环冗余校验状态处理；

否则进入数据包生成数据配置状态处理；

在数据包头部配置状态处理中，若数据包准备信号无效，且数据包生成初始化信号有效，则进入模式空闲状态处理。

进一步，所述数据包头汇编配置状态处理包括：

若数据包准备信号有效且数据包生成初始化信号无效，则判断：

若数据包头汇编完成信号无效，则将配置数据包头数据包汇编为数据包头，形成汇编数据包头数据包，并判断：

若数据包头汇编完成信号有效，则判断：

若数据包包含数据个数为零，则进入数据包生成数据配置状态处理；

在数据包头汇编配置状态处理中，若数据包准备信号无效，且数据包生成初始化信号有效，则进入模式空闲状态处理。

进一步，所述数据包生成数据配置状态处理包括：

若数据包准备信号有效且数据包生成初始化信号无效，则判断：

若数据包数据传输计数小于数据传输总数时，则进入数据包数据传输子状态处理；

否则进入数据包循环冗余校验状态处理；

所述数据包数据传输子状态处理包括：

若数据包数据传输计数小于数据传输总数，则将汇编数据包头数据包中包含的数据或数据包头或配置数据包头数据包中包含的数据或数据包头依次传输至总线链路中；

否则，保持数据包数据传输子状态处理；

在数据包生成数据配置状态处理中，若数据包准备信号无效，且数据包生成初始化信号有效，则进入模式空闲状态处理。

进一步，所述数据包循环冗余校验状态处理包括：

若数据包准备信号有效且数据包生成初始化信号无效，则判断：

若循环校验配置完成信号有效，则进入数据包结束状态处理；

否则将循环冗余校验数据传输至总线链路中，并保持数据包循环冗余校验状态处理；

在数据包循环冗余校验状态处理中，若数据包准备信号无效，且数据包生成初始化信号有效，则进入模式空闲状态处理。

进一步，所述数据包结束状态处理包括：

若数据包准备信号有效且数据包生成初始化信号无效，则判断：

若传输完成的帧计数小于预设数据包个数，且数据包间隔总数等于零，则进入数据帧起始状态处理；

若传输完成的帧计数小于预设数据包个数，且数据包间隔总数大于零，则进入模式等待状态处理；

若数据包传输完成信号有效，且传输完成的帧计数等于预设数据包个数，则进入模式空闲状态处理；

在数据包结束状态处理中，若数据包准备信号无效，且数据包生成初始化信号有效，则进入模式空闲状态处理。

进一步，所述模式等待状态处理包括：

若数据包准备信号有效且数据包生成初始化信号无效，则判断：

若传输完成的帧计数小于预设数据包个数，且数据包间隔计数小于数据包间隔总数，则进入保持模式等待状态处理；

若传输完成的帧计数小于预设数据包个数，且数据包间隔计数等于数据包间隔总数，则进入数据帧起始状态处理；

在模式等待状态处理中，若数据包准备信号无效，且数据包生成初始化信号有效，则进入模式空闲状态处理。

一种基于状态转移模式的状态机验证装置，包括协议包生成模块；

所述协议包生成模块用于实现上述任一所述基于状态转移模式的状态机验证方法；

所述协议包生成模块包括：

模式空闲状态处理子模块：用于实现基于状态转移模式的状态机验证方法的模式空闲状态处理；

数据帧起始状态处理子模块：用于实现基于状态转移模式的状态机验证方法的数据帧起始状态处理，并输出于数据包头部配置状态处理子模块；

数据包头部配置状态处理子模块：用于实现基于状态转移模式的状态机验证方法的数据包头部配置状态处理，并输出于数据包头汇编配置状态处理子模块；

数据包头汇编配置状态处理子模块：用于实现基于状态转移模式的状态机验证方法的数据包头汇编配置状态处理，并输出于数据包生成数据配置状态处理子模块；

数据包生成数据配置状态处理子模块：用于实现基于状态转移模式的状态机验证方法的数据包生成数据配置状态处理，并输出于数据包循环冗余校验状态处理子模块；

数据包循环冗余校验状态处理子模块：用于实现基于状态转移模式的状态机验证方法的数据包循环冗余校验状态处理，并输出于数据包结束状态处理子模块；

数据包结束状态处理子模块：用于实现基于状态转移模式的状态机验证方法的数据包结束状态处理，并输出于模式等待状态处理子模块；

模式等待状态处理子模块：用于实现基于状态转移模式的状态机验证方法的模式等待状态处理。

相比于现有技术，本方案的有益效果为：

本方案实现了验证具有FC交换芯片的FC交换功能的验证，且不同于以往所使用的FC分析仪进行FC交换芯片的功能验证的传统方法，同时，实现了交换芯片内部嵌入发包功能的模块，取代FC分析仪的繁琐以及高昂的价格，完成了实现内部fc类型发包功能，可以对各种包内容、类型、负载等进行相关自定义配置实现报文的发送，本功能是直接添加到整体的RTl代码中，无论是前期验证还是后期回片都可以通过本模块的功能对目的功能进行验证，同时在外部环境可能存在问题时也可以通过本模块实现内部环境的验证；同时，本方案实现整体的内部嵌入，不需要外接设备进行连接，从芯片研发开始就可以使用此功能进行对芯片功能的验证，等到芯片回片后依旧可以使用此功能定位存在的问题，实现较低成本且方便的交换芯片内部校验。

附图说明

图1a是本发明状态机验证方法的方法流程上半部图；

图1b是本发明状态机验证方法的方法流程下半部图；

图2是本发明状态机验证方法的控制时序图；

图3是本发明状态机验证系统的LPB的下发通道结构图；

图4是本发明状态机验证系统的伪随机数发生器结构图；

图5是本发明状态机验证方法的fc最长包结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步描述：

图中：

S100-模式空闲状态处理、S200-数据帧起始状态处理、S201-路由标志数据帧传输子状态处理、S202-虚拟结构标志数据帧传输子状态处理、S300-数据包头部配置状态处理、S400-数据包头汇编配置状态处理，S500-数据包生成数据配置状态处理、S600-数据包循环冗余校验状态处理、S700-数据包结束状态处理、S800-模式等待状态处理。

实施例：

实施例一：如图1a、1b、2所示，一种基于状态转移模式的状态机验证方法，包括：

若数据包准备信号无效，且若数据包生成初始化信号有效，则进入模式空闲状态处理S100；

若数据包准备信号有效，且若数据包生成初始化信号无效，则进入数据帧起始状态处理S200，并若数据帧起始状态处理S200完成，则设置数据帧起始状态处理完成信号有效；

否则设置模式等待状态处理信号有效；

若数据帧起始状态处理完成信号有效，则进入数据包头部配置状态处理S300，并若数据帧起始状态处理S200完成，则设置数据帧起始状态处理完成信号有效；

否则设置模式等待状态处理信号有效；

若数据包起始状态处理完成信号有效，则进入数据包头汇编配置状态处理S400，并若数据包头汇编配置状态处理S400完成，则设置数据包头汇编配置状态处理完成信号有效；

否则设置模式等待状态处理信号有效；

若数据包头汇编配置状态处理完成信号有效，则进入数据包生成数据配置状态处理S500，并若数据包生成数据配置状态处理S500完成，则设置数据包生成数据配置状态处理完成信号有效；

否则设置模式等待状态处理信号有效；

若数据包生成数据配置状态处理完成信号有效，则进入数据包循环冗余校验状态处理S600，并若数据包循环冗余校验状态处理S600完成，则设置数据包循环冗余校验状态处理完成信号有效；

否则设置模式等待状态处理信号有效；

若数据包循环冗余校验状态处理S600完成有效，则进入数据包结束状态处理S700，并若数据包结束状态处理S700完成，则设置数据包结束状态处理完成信号有效；

否则设置模式等待状态处理信号有效；

若数据包结束状态处理完成信号有效，则进入模式等待状态处理S800，并若模式等待状态处理S800完成，则设置模式等待状态处理完成信号有效；

若模式等待状态处理信号有效，则进入模式等待状态处理S800，并若数据传输完成信号无效，则保持模式等待状态。

由于采用若数据包准备信号无效，且若数据包生成初始化信号有效，则进入模式空闲状态处理；若数据包准备信号有效，且若数据包生成初始化信号无效，则进入数据帧起始状态处理，并依次进入数据包头部配置状态处理、数据包头汇编配置状态处理、数据包生成数据配置状态处理、数据包循环冗余校验状态处理、数据包结束状态处理；若数据包结束状态处理完成信号有效，则进入模式等待状态处理，并若模式等待状态处理完成，则设置模式等待状态处理完成信号有效；若模式等待状态处理信号有效，则进入模式等待状态处理，并若数据传输完成信号无效，则保持模式等待状态，由于上述流程从结构来看是一个基本的顺序流程，其结构模块按顺序包括如下状态：

（1）空闲状态：状态机默认状态是处于空闲状态，即要在每个状态中进行条件判断，然后确定跳转到的状态，如：在1状态进行条件判断得到跳转的状态；若准备信号有效，并且包生成初始复位信号无效则进入帧起始状态；若准备信号无效或者包生成初始复位信号有效则依旧处于空闲状态；

（2）帧起始状态

若扩展帧头enc_ifr使能则跳转到enc_ifr状态。如果没有enc_ifr使能但是存在vft扩展帧头使能则跳转到VFT状态。如若上诉条件都不成立则跳转到数据包头配置状态；

其中，帧起始状态又包括中间结构标志扩展帧头以及结构间路由标志扩展帧头设置状态和虚拟结构扩展帧头设置状态；

1）、中间结构标志扩展帧头以及结构间路由标志扩展帧头设置状态：

若中间结构标志扩展帧头以及结构间路由标志扩展帧头处理完成，并若vft扩展帧头使能，则状态跳转到VFT状态，如若没有VFT扩展帧头使能，则跳转到数据包头配置状态。

若上述条件均不满足，则依旧停留在本状态。

2）、虚拟结构扩展帧头设置状态

若虚拟结构扩展帧头处理完成，则跳转到数据包头配置状态。否则依旧停留在本状态。

（3）数据包头配置状态

若asm包头使能并且数据包头配置完成，状态跳转到数据包头汇编配置状态处理，若包头数据没有配置完成则不进行状态跳转。

若没有asm包头使能，并完成数据包头配置完成；同时数据包的内容不为0，则跳转包生成数据配置状态；如果数据包内容为0，则跳转到循环荣誉校验状态处理。

若上诉条件均没成立则保留在此状态。

（4）包生成数据配置状态

若产生的数据个数大于配置的数据总长度则跳转到循环冗余校验状态，否则依旧保持在本状态。

（5）循环冗余校验状态

若循环校验状态完成信号有效，则跳转到包结束状态。否则依旧保持在循环冗余校验状态。

（6）数据包结束状态

进入该状态后下一状态直接跳转会空闲状态，不需要进行其他状态跳转。

（7）等待处理状态

当在传输过程中出现准备信号无效的情况下会跳转到当前的等待处理状态，当在此状态中准备信号有效表示可以正常传输数据，这样会跳转到之前的状态继续进行操作。

综上所述，本方法实现了功能目的是验证具有FC交换芯片的FC交换功能，之前一直使用FC分析仪进行FC交换芯片的功能验证，同时，实现了交换芯片内部嵌入发包功能的模块，取代FC分析仪的繁琐以及目前高昂的价格，完成了实现内部fc类型发包功能，可以对各种包内容，类型，负载等都可以进行相关自定义配置实现报文的发送，本功能是直接添加到整体的RTl代码中，无论是前期验证还是后期回片都可以通过本模块的功能进行对目的功能进行验证，同时在外部环境可能存在问题时也可以通过本模块实现内部环境的验证，同时，在于整体的的内部嵌入，不需要外接设备进行连接，从芯片研发开始就可以使用此功能进行对芯片功能的验证，等到芯片回片后依旧可以使用此功能定位存在的问题。实现较低成本且方便的交换芯片内部校验。

所述模式空闲状态处理S100包括：

若数据包准备信号无效，则标识当前为无空间写入状态，并判断：

若数据包生成初始化信号有效，则标识并复位当前为状态转移模式，并保持模式空闲状态。

由于采用所述模式空闲状态处理包括：若数据包准备信号无效，则标识当前为无空间写入状态，并判断：若数据包生成初始化信号有效，则标识并复位当前为状态转移模式，并保持模式空闲状态；由于空闲状态IDLE：当准备信号rdy没有拉高时，标识交互模块LPB没有足够的空间写入数据，或包生成初始化信号pg_ini初始化信号拉高，标识对包生成PG模块的复位，都处于空闲IDLE状态；当准备信号rdy信号拉高，并且包生成初始化信号pg_ini初始化信号没有拉高时，才能跳到下一个状态，进入包开始SOF状态。

所述数据帧起始状态处理S200包括：

若数据包准备信号有效且数据包生成初始化信号无效，则判断：

若结构间路由与中间结构使能信号有效，则将数据帧单独添加相应的结构间路由标志扩展帧头或中间结构标志扩展帧头，或绑定添加结构间路由标志扩展帧头和中间结构标志扩展帧头，形成路由标志数据帧，并进入路由标志数据帧传输子状态处理S201；

路由标志数据帧传输子状态处理S201包括：

将路由标志数据帧传输至总线链路中，并判断：

若路由标志数据帧传输完成且虚拟结构使能信号无效，则进入数据包头部配置状态处理S300；否则保持标志数据帧传输子状态；

若虚拟结构使能信号有效，则将数据帧添加虚拟结构标志扩展帧头，形成虚拟结构标志数据帧，并进入虚拟结构标志数据帧传输子状态处理S202；

虚拟结构标志数据帧传输子状态处理S202包括：

将虚拟结构标志数据帧传输至总线链路中，并判断：

若虚拟结构标志数据帧传输完成，则进入数据包头部配置状态处理S300；

否则保持虚拟结构标志数据帧传输子状态处理S202。

在数据帧起始状态处理S200中，若数据包准备信号无效，且数据包生成初始化信号有效，则进入模式空闲状态处理S100。

由于采用数据帧起始状态处理，由于（1）VFT扩展帧头（虚拟结构标志头），位宽为8bytes，虚拟fabric标签头允许fc帧被标记为它们所属的虚拟结构的虚拟结构ID，虽然这些属于不同的虚拟结构中，但是可以在相同的物力链路中传输；（2）IFR扩展帧头（结构间路由标志头），位宽为8bytes，提供必要的信息去支持结构之间的路由；ENC扩展帧头（封装头），位宽为24bytes，enc扩展帧头用于在ifr之间传输帧，将包封装为FC的包，当通过不支持IFR的中间结构时，为了保持向后兼容性，ifr以N_port的形式在Fabric之间传输。（3）enc和ifr一般都可以进行单独添加，但本方法的需求是两个扩展帧头绑定，确保后续可以解析FC格式包文件，同时可以实现fabric-to-fabric之间的路由，其封装流程为：帧起始状态SOF:当需要添加扩展帧头时跳转到扩展帧头状态，扩展帧头一共有3种，扩展帧头enc,ifr,vft三种，但是扩展帧头enc与扩展帧头ifr必须同时存在，当扩展帧头enc，ifr使能信号enc_ifr_en=1时，跳转到扩展帧头ENC_IFR状态；如图5所示，1、当enc_ifr_en=0，扩展帧头vft使能vft_en=1，跳转到VFT状态；2、当enc_ifr_en=0，vft_en=0时，跳转到HDR_FC2状态。当准备信号rdy信号拉低，或者包生成初始化信号pg_ini拉高时都跳转回空闲IDLE状态。3、扩展帧头enc_ifr状态ENC_IFR：当扩展帧头vft使能vft_en=1时，跳转到VFT状态；当扩展帧头enc，ifr完成信号enc_ifr_done=1,vft_en=0时，跳转到HDR_FC2状N态。当没有传输完成时，一直处于本状态；当rdy信号拉低，或者包生成初始化信号pg_ini拉高时，都跳转回IDLE状态。4、扩展帧头vft状态VFt：当扩展帧头vft完成vft_done=1时，会跳转到HDR_FC2状态；当没有完成本状态传输时，一直处于此状态；当准备信号rdy信号拉低，或者包生成初始化信号pg_ini拉高时都跳转回IDLE状态。

所述数据包头部配置状态处理S300包括：

若数据包准备信号有效且数据包生成初始化信号无效，则判断：

若数据包头配置完成信号无效，则将数据包配置数据包头，形成配置数据包头数据包，并判断：

若数据包头配置完成信号有效，则判断：

若数据包头汇编使能信号有效，则进入数据包头汇编配置状态处理S400；

否则判断：

若数据包包含数据个数为零，则进入数据包循环冗余校验状态处理S600；

否则进入数据包生成数据配置状态处理S500；

在数据包头部配置状态处理S300中，若数据包准备信号无效，且数据包生成初始化信号有效，则进入模式空闲状态处理S100。

由于采用数据包头部配置状态处理，其封装流程包括：FC包头部配置状态HDR_FC2：当rdy=1并且pg_ini=0帧头发送完成信号包头配置完成信号hdr_fc2_done=0时，依旧处于HDR_FC2状态；当包头asm使能信号hdr_asm_en=1时，跳转到HDR_ASM状态；当包头asm使能信号hdr_asm_en=0，fc包头配置完成信号hdr_fc2_done=1，包内容个数data_num=0跳转到循环校验CRC状态；当hdr_asm_en=0，hdr_fc2_done=1，data_num>0，跳转到包产生数据PG_DATA状态；当data_num=0且hdr_fc2_done=1，跳转到CRC_EOF状态；当rdy信号拉低，或者pg_ini拉高时，都跳转回IDLE状态。

所述数据包头汇编配置状态处理S400包括：

若数据包准备信号有效且数据包生成初始化信号无效，则判断：

若数据包头汇编完成信号无效，则将配置数据包头数据包汇编为数据包头，形成汇编数据包头数据包，并判断：

若数据包头汇编完成信号有效，则判断：

若数据包包含数据个数为零，则进入数据包生成数据配置状态处理S500；

在数据包头汇编配置状态处理S400中，若数据包准备信号无效，且数据包生成初始化信号有效，则进入模式空闲状态处理S100。

由于采用数据包头汇编配置状态处理，其处理流程包括：帧头asm配置状态HDR_ASM：当rdy=1并且pg_ini=0，帧头发送完成信号包头asm配置完成信号hdr_asm_done=0时，依旧处于HDR_ASM状态；当hdr_asm_done=1,data_num>0时，跳转到PG_DATA状态；当data_num=0且hdr_asm_done=1，跳转到PG_DATA状态；当rdy信号拉低，或者pg_ini拉高时，都跳转回IDLE状态；asm部分添加的帧头属于数据payload中的。如果添加了asm头那么payload的最大容量就相应减少16B。

所述数据包生成数据配置状态处理S500包括：

若数据包准备信号有效且数据包生成初始化信号无效，则判断：

若数据包数据传输计数小于数据传输总数时，则进入数据包数据传输子状态处理；

否则进入数据包循环冗余校验状态处理S600；

所述数据包数据传输子状态处理包括：

若数据包数据传输计数小于数据传输总数，则将汇编数据包头数据包中包含的数据或数据包头或配置数据包头数据包中包含的数据或数据包头依次传输至总线链路中；

否则，保持数据包数据传输子状态处理；

在数据包生成数据配置状态处理S500中，若数据包准备信号无效，且数据包生成初始化信号有效，则进入模式空闲状态处理S100。

由于采用数据包生成数据配置状态处理，其处理流程包括：当数据计数data_cnt<数据总数data_num时，处于此状态；当data_cnt=data_num时，跳转到CRC状态；当rdy信号拉低，或者pg_ini拉高时，都跳转回IDLE状态，在该状态下，这个状态是进行数据传输的状态，在这个状态可以控制产生payload的长度，总体长度可以为0-2112B，如果添加了asm头那么payload的最大容量就相应减少16B，以及payload中的数据类型，可以设置为常值、递增、随机（采用LFSR产生随机数）等方式。

所述数据包循环冗余校验状态处理S600包括：

若数据包准备信号有效且数据包生成初始化信号无效，则判断：

若循环校验配置完成信号有效，则进入数据包结束状态处理S700；

否则将循环冗余校验数据传输至总线链路中，并保持数据包循环冗余校验状态处理S600；

在数据包循环冗余校验状态处理S600中，若数据包准备信号无效，且数据包生成初始化信号有效，则进入模式空闲状态处理S100。

由于采用数据包循环冗余校验状态处理，其处理流程包括：当循环校验配置完成信号crc_done=1时，跳转到EOF状态；当rdy信号拉低，或者pg_ini拉高时，都跳转回IDLE状态。

所述数据包结束状态处理S700包括：

若数据包准备信号有效且数据包生成初始化信号无效，则判断：

若传输完成的帧计数小于预设数据包个数，且数据包间隔总数等于零，则进入数据帧起始状态处理S200；

若传输完成的帧计数小于预设数据包个数，且数据包间隔总数大于零，则进入模式等待状态处理S800；

若数据包传输完成信号有效，且传输完成的帧计数等于预设数据包个数，则进入模式空闲状态处理S100；

在数据包结束状态处理S700中，若数据包准备信号无效，且数据包生成初始化信号有效，则进入模式空闲状态处理S100。

由于采用数据包结束状态处理，其处理流程包括：这个状态是包尾的状态，当rdy=1且pg_ini=0且帧计数frame_cnt<帧个数frame_num且interval_num=0时，跳转到SOF状态，即满足发送条件且传输完成的帧计数比设置的包个数少，同时包间隔为0跳转到SOF状态；当rdy=1且pg_ini=0且frame_cnt<frame_num且包间隔个数interval_num>0时，跳转到WAIT状态，即满足发送条件且传输完成的帧计数比设置的包个数少，同时包间隔大于0，跳转到WAIT状态；当rdy=0或者pg_ini=1或者包计数满足设定发包的个数时，跳转到IDLE状态。这个状态主要是对包计数进行控制；当rdy信号拉低，或者pg_ini拉高时，都跳转回IDLE状态。

所述模式等待状态处理S800包括：

若数据包准备信号有效且数据包生成初始化信号无效，则判断：

若传输完成的帧计数小于预设数据包个数，且数据包间隔计数小于数据包间隔总数，则进入保持模式等待状态处理S800；

若传输完成的帧计数小于预设数据包个数，且数据包间隔计数等于数据包间隔总数，则进入数据帧起始状态处理S200；

在模式等待状态处理S800中，若数据包准备信号无效，且数据包生成初始化信号有效，则进入模式空闲状态处理S100。

由于采用模式等待状态处理，其处理流程包括：当rdy=1且pg_ini=0且frame_cnt<frame_num且包间隔计数信号interval_cnt<包间隔总数信号interval_num时，一直处于WAIT状态进行循环；当rdy=1且pg_ini=0且frame_cnt<frame_num且interval_cnt=interval_num，跳转到SOF状态，即满足发包条件时，包间隔计数与设定的间隔数相同跳转到SOF状态；当rdy=0或者pg_ini=1时，跳转至IDLE状态。当rdy拉低时，跳转到这个状态，并一直保持，当rdy拉高时，跳转回原来的状态继续进行数据的传输。

一种基于状态转移模式的状态机验证装置，包括协议包生成模块；

所述协议包生成模块用于实现如上述任一所述基于状态转移模式的状态机验证方法；

所述协议包生成模块包括：

模式空闲状态处理子模块：用于实现基于状态转移模式的状态机验证方法的模式空闲状态处理S100；

数据帧起始状态处理子模块：用于实现基于状态转移模式的状态机验证方法的数据帧起始状态处理S200，并输出于数据包头部配置状态处理子模块；

数据包头部配置状态处理子模块：用于实现基于状态转移模式的状态机验证方法的数据包头部配置状态处理S300，并输出于数据包头汇编配置状态处理子模块；

数据包头汇编配置状态处理子模块：用于实现基于状态转移模式的状态机验证方法的数据包头汇编配置状态处理S400，并输出于数据包生成数据配置状态处理子模块；

数据包生成数据配置状态处理子模块：用于实现基于状态转移模式的状态机验证方法的数据包生成数据配置状态处理S500，并输出于数据包循环冗余校验状态处理子模块；

数据包循环冗余校验状态处理子模块：用于实现基于状态转移模式的状态机验证方法的数据包循环冗余校验状态处理S600，并输出于数据包结束状态处理子模块；

数据包结束状态处理子模块：用于实现基于状态转移模式的状态机验证方法的数据包结束状态处理S700，并输出于模式等待状态处理子模块；

模式等待状态处理子模块：用于实现基于状态转移模式的状态机验证方法的模式等待状态处理S800。

同时，本发明还提供一种基于状态转移模式的状态机验证装置，解决了分析仪相对而言有较大的体积，并且需要较多的线进行拓扑结构的搭建；可以通过本模块在研发工程中的内部嵌入实现从成本以及人力物力的节约，实现更方便更简洁的方式完成交换芯片的内部验证工作，由于FC测试仪目前在市面上购买不是很方便，同时价格相对较高，通过本设计可以解决在缺少FC分析仪时不能完成对FC交换芯片的功能验证。通过包生成模块可以完成对FC类型的包进行配置以及发送，实现包在交换芯片的内部路由以及相应的交换功能。从而验证FC交换芯片的功能。

另外，对于PG模块可以通过对内部寄存器的配置实现对包长度的随机、固定、递增等方式，来实现对不同包长的配置；随机长度调用LFSR伪随机数产生的原理产生，固定长度是配置寄存器写入固定长度的数值完成固定长度的写入，递增方式是根据寄存器配置递增模式进行累计增加的方式完成；

另外，和正常下发的数据流可以进行分时复用，可以选择在使用时使用正常的外部输入的数据流还是pg模块产生的包。

另外，对于每个包之间的间隔可以通过配置寄存器进行对包间隔的设置，更改相应的包间隔可以控制其相应的吞吐率。

另外，对于发送的包可以进行循环发送，在发送过程中也可以进行手动停止，来停止对包的发送。对于包的数量而言可以通过配置寄存器确定发送包的个数，当达到寄存器配置的个数时停止发送。也可以通过寄存器配置实现无限发送FC的包。同时可以通过访问包计数寄存器实现对包个数的访问。

如图3所示，在项目应用中，包生成模块可复用LPB的下发通路向交换模块注入生成的协议包，然后通过交换转发给指定的端口，PG（Packet Generation）模块平常情况下不使能，它和PCIe分时共享LPB的下发通道。该开关是一个选择，选择下发数据的来源是pcie端还是PG模块，这是由于项目衍生出来的功能，在我们项目中可能使用的是pcie模块与PG模块分时复用同一个下发通道；在其他工程中也可能使用其他的模块，或者没有其他模块分时复用的功能；此框图只是表示pg模块可以进行分时复用，内部存在反压信号进行反压处理。

如图4所示，产生随机输的模块是一个比较成熟的功能，这个功能只是在产生相应随机功能时才会使用到，例如数据的随机以及包长度是随机等。产生随机数的部分采用基于LFSR的伪随机数，它是有n个D触发器和若干个异或门组成的,gn为反馈系数，取值只能为0或1，取0表示不存在该反馈电路，取1则表示存在该反馈电路；n个D触发器最多可以提供2^n-1个状态（不包括全0的状态）。

如附图2所示，在复位信号拉高后复位信号释放，可以进行相关寄存器的配置，当mux_pg_rdy为高的时候表示可以进行相应的配置以及发送FC的包，当拉低时则停止发送fc的包。在整个包传输的过程中pg_valid_o信号一直处于拉高的状态。在包头发送时包头标志信号pg_sop_o拉高，当传输到包尾时pg_eop_o信号拉高。其中，关于各时序解释如下：

pg_clk：时钟控制信号；

pg_rst_n：复位信号；

mux_pg_rdy：复用信号；

pg_data_0：FC数据；

pg_valid_0：有效信号；

pg_sop_0：包头标志信号；

pg_eop_0：包尾标志信号；

工作原理：

本专利通过采用若数据包准备信号无效，且若数据包生成初始化信号有效，则进入模式空闲状态处理；若数据包准备信号有效，且若数据包生成初始化信号无效，则进入数据帧起始状态处理，并依次进入数据包头部配置状态处理、数据包头汇编配置状态处理、数据包生成数据配置状态处理、数据包循环冗余校验状态处理、数据包结束状态处理；若数据包结束状态处理完成信号有效，则进入模式等待状态处理，并若模式等待状态处理完成，则设置模式等待状态处理完成信号有效；若模式等待状态处理信号有效，则进入模式等待状态处理，并若数据传输完成信号无效，则保持模式等待状态，由于上述流程从结构来看是一个基本的顺序流程，其结构模块按顺序包括如下状态：

（1）空闲状态：状态机默认状态是处于空闲状态，即要在每个状态中进行条件判断，然后确定跳转到的状态，如：在1状态进行条件判断得到跳转的状态；若准备信号有效，并且包生成初始复位信号无效则进入帧起始状态；若准备信号无效或者包生成初始复位信号有效则依旧处于空闲状态；

（2）帧起始状态

若扩展帧头enc_ifr使能则跳转到enc_ifr状态。如果没有enc_ifr使能但是存在vft扩展帧头使能则跳转到VFT状态。如若上诉条件都不成立则跳转到数据包头配置状态；

其中，帧起始状态又包括中间结构标志扩展帧头以及结构间路由标志扩展帧头设置状态和虚拟结构扩展帧头设置状态；

1、中间结构标志扩展帧头以及结构间路由标志扩展帧头设置状态：

若中间结构标志扩展帧头以及结构间路由标志扩展帧头处理完成，并若vft扩展帧头使能，则状态跳转到VFT状态，如若没有VFT扩展帧头使能，则跳转到数据包头配置状态。

若上述条件均不满足，则依旧停留在本状态。

2、虚拟结构扩展帧头设置状态

若虚拟结构扩展帧头处理完成，则跳转到数据包头配置状态。否则依旧停留在本状态。

（3）数据包头配置状态

若asm包头使能并且数据包头配置完成，状态跳转到数据包头汇编配置状态处理，若包头数据没有配置完成则不进行状态跳转。

若没有asm包头使能，并完成数据包头配置完成；同时数据包的内容不为0，则跳转包生成数据配置状态；如果数据包内容为0，则跳转到循环荣誉校验状态处理。

若上诉条件均没成立则保留在此状态。

（4）包生成数据配置状态

若产生的数据个数大于配置的数据总长度则跳转到循环冗余校验状态，否则依旧保持在本状态。

（5）循环冗余校验状态

若循环校验状态完成信号有效，则跳转到包结束状态。否则依旧保持在循环冗余校验状态。

（6）数据包结束状态

进入该状态后下一状态直接跳转会空闲状态，不需要进行其他状态跳转。

（7）等待处理状态

当在传输过程中出现准备信号无效的情况下会跳转到当前的等待处理状态，当在此状态中准备信号有效表示可以正常传输数据，这样会跳转到之前的状态继续进行操作。

综上所述，本方法实现了功能目的是验证具有FC交换芯片的FC交换功能，之前一直使用FC分析仪进行FC交换芯片的功能验证，同时，实现了交换芯片内部嵌入发包功能的模块，取代FC分析仪的繁琐以及目前高昂的价格，完成了实现内部fc类型发包功能，可以对各种包内容，类型，负载等都可以进行相关自定义配置实现报文的发送，本功能是直接添加到整体的RTl代码中，无论是前期验证还是后期回片都可以通过本模块的功能进行对目的功能进行验证，同时在外部环境可能存在问题时也可以通过本模块实现内部环境的验证，同时，在于整体的的内部嵌入，不需要外接设备进行连接，从芯片研发开始就可以使用此功能进行对芯片功能的验证，等到芯片回片后依旧可以使用此功能定位存在的问题；

本发明解决了现有技术存在现有分析仪成本高且适用性差，并不适用于总线协议网络的仿真测试应用的问题，具有实现较低成本且方便的交换芯片内部校验的有益技术效果。

利用本发明的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于状态转移模式的状态机验证方法，其特征在于，包括：

若数据包准备信号无效，且若数据包生成初始化信号有效，则进入模式空闲状态处理；

若数据包准备信号有效，且若数据包生成初始化信号无效，则进入数据帧起始状态处理，并若数据帧起始状态处理完成，则设置数据帧起始状态处理完成信号有效；

否则设置模式等待状态处理信号有效；

若数据帧起始状态处理完成信号有效，则进入数据包头部配置状态处理，并若数据包头部配置状态处理完成，则设置数据包头部配置状态处理完成信号有效；

否则设置模式等待状态处理信号有效；

若数据包头部配置状态处理完成信号有效，则进入数据包头汇编配置状态处理，并若数据包头汇编配置状态处理完成，则设置数据包头汇编配置状态处理完成信号有效；

否则设置模式等待状态处理信号有效；

若数据包头汇编配置状态处理完成信号有效，则进入数据包生成数据配置状态处理，并若数据包生成数据配置状态处理完成，则设置数据包生成数据配置状态处理完成信号有效；

否则设置模式等待状态处理信号有效；

若数据包生成数据配置状态处理完成信号有效，则进入数据包循环冗余校验状态处理，并若数据包循环冗余校验状态处理完成，则设置数据包循环冗余校验状态处理完成信号有效；

否则设置模式等待状态处理信号有效；

若数据包循环冗余校验状态处理完成有效，则进入数据包结束状态处理，并若数据包结束状态处理完成，则设置数据包结束状态处理完成信号有效；

否则设置模式等待状态处理信号有效；

若数据包结束状态处理完成信号有效，则进入模式等待状态处理，并若模式等待状态处理完成，则设置模式等待状态处理完成信号有效；

若模式等待状态处理信号有效，则进入模式等待状态处理，并若数据传输完成信号无效，则保持模式等待状态。

2.根据权利要求1所述状态机验证方法，其特征在于，所述模式空闲状态处理包括：

若数据包准备信号无效，则标识当前为无空间写入状态，并判断：

若数据包生成初始化信号有效，则标识并复位当前为状态转移模式，并保持模式空闲状态。

3.根据权利要求1所述状态机验证方法，其特征在于，所述数据帧起始状态处理包括：

若数据包准备信号有效且数据包生成初始化信号无效，则判断：

若结构间路由与中间结构使能信号有效，则将数据帧单独添加相应的结构间路由标志扩展帧头或中间结构标志扩展帧头，或绑定添加结构间路由标志扩展帧头和中间结构标志扩展帧头，形成路由标志数据帧，并进入路由标志数据帧传输子状态处理；

路由标志数据帧传输子状态处理包括：

将路由标志数据帧传输至总线链路中，并判断：

若路由标志数据帧传输完成且虚拟结构使能信号无效，则进入数据包头部配置状态处理；否则保持标志数据帧传输子状态；

若虚拟结构使能信号有效，则将数据帧添加虚拟结构标志扩展帧头，形成虚拟结构标志数据帧，并进入虚拟结构标志数据帧传输子状态处理；

虚拟结构标志数据帧传输子状态处理包括：

将虚拟结构标志数据帧传输至总线链路中，并判断：

若虚拟结构标志数据帧传输完成，则进入数据包头部配置状态处理；

否则保持虚拟结构标志数据帧传输子状态处理；

在数据帧起始状态处理中，若数据包准备信号无效，且数据包生成初始化信号有效，则进入模式空闲状态处理。

4.根据权利要求1所述状态机验证方法，其特征在于，所述数据包头部配置状态处理包括：

若数据包准备信号有效且数据包生成初始化信号无效，则判断：

若数据包头配置完成信号无效，则将数据包配置数据包头，形成配置数据包头数据包，并判断：

若数据包头配置完成信号有效，则判断：

若数据包头汇编使能信号有效，则进入数据包头汇编配置状态处理；

否则判断：

若数据包包含数据个数为零，则进入数据包循环冗余校验状态处理；

否则进入数据包生成数据配置状态处理；

在数据包头部配置状态处理中，若数据包准备信号无效，且数据包生成初始化信号有效，则进入模式空闲状态处理。

5.根据权利要求4所述状态机验证方法，其特征在于，所述数据包头汇编配置状态处理包括：

若数据包准备信号有效且数据包生成初始化信号无效，则判断：

若数据包头汇编完成信号无效，则将配置数据包头数据包汇编为数据包头，形成汇编数据包头数据包，并判断：

若数据包头汇编完成信号有效，则判断：

若数据包包含数据个数为零，则进入数据包生成数据配置状态处理；

在数据包头汇编配置状态处理中，若数据包准备信号无效，且数据包生成初始化信号有效，则进入模式空闲状态处理。

6.根据权利要求5所述状态机验证方法，其特征在于，所述数据包生成数据配置状态处理包括：

若数据包准备信号有效且数据包生成初始化信号无效，则判断：

若数据包数据传输计数小于数据传输总数时，则进入数据包数据传输子状态处理；

否则进入数据包循环冗余校验状态处理；

所述数据包数据传输子状态处理包括：

若数据包数据传输计数小于数据传输总数，则将汇编数据包头数据包中包含的数据或数据包头或配置数据包头数据包中包含的数据或数据包头依次传输至总线链路中；

否则，保持数据包数据传输子状态处理；

在数据包生成数据配置状态处理中，若数据包准备信号无效，且数据包生成初始化信号有效，则进入模式空闲状态处理。

7.根据权利要求1所述状态机验证方法，其特征在于，所述数据包循环冗余校验状态处理包括：

若数据包准备信号有效且数据包生成初始化信号无效，则判断：

若循环校验配置完成信号有效，则进入数据包结束状态处理；

否则将循环冗余校验数据传输至总线链路中，并保持数据包循环冗余校验状态处理；

在数据包循环冗余校验状态处理中，若数据包准备信号无效，且数据包生成初始化信号有效，则进入模式空闲状态处理。

8.根据权利要求1所述状态机验证方法，其特征在于，所述数据包结束状态处理包括：

若数据包准备信号有效且数据包生成初始化信号无效，则判断：

若传输完成的帧计数小于预设数据包个数，且数据包间隔总数等于零，则进入数据帧起始状态处理；

若传输完成的帧计数小于预设数据包个数，且数据包间隔总数大于零，则进入模式等待状态处理；

若数据包传输完成信号有效，且传输完成的帧计数等于预设数据包个数，则进入模式空闲状态处理；

在数据包结束状态处理中，若数据包准备信号无效，且数据包生成初始化信号有效，则进入模式空闲状态处理。

9.根据权利要求1所述状态机验证方法，其特征在于，所述模式等待状态处理包括：

若数据包准备信号有效且数据包生成初始化信号无效，则判断：

若传输完成的帧计数小于预设数据包个数，且数据包间隔计数小于数据包间隔总数，则进入保持模式等待状态处理；

若传输完成的帧计数小于预设数据包个数，且数据包间隔计数等于数据包间隔总数，则进入数据帧起始状态处理；

在模式等待状态处理中，若数据包准备信号无效，且数据包生成初始化信号有效，则进入模式空闲状态处理。

10.一种基于状态转移模式的状态机验证装置，其特征在于，包括协议包生成模块；

所述协议包生成模块用于实现如权利要求1~权利要求9任一所述基于状态转移模式的状态机验证方法；

所述协议包生成模块包括：

模式空闲状态处理子模块：用于实现基于状态转移模式的状态机验证方法的模式空闲状态处理；

数据帧起始状态处理子模块：用于实现基于状态转移模式的状态机验证方法的数据帧起始状态处理，并输出于数据包头部配置状态处理子模块；

数据包头部配置状态处理子模块：用于实现基于状态转移模式的状态机验证方法的数据包头部配置状态处理，并输出于数据包头汇编配置状态处理子模块；

数据包头汇编配置状态处理子模块：用于实现基于状态转移模式的状态机验证方法的数据包头汇编配置状态处理，并输出于数据包生成数据配置状态处理子模块；

数据包生成数据配置状态处理子模块：用于实现基于状态转移模式的状态机验证方法的数据包生成数据配置状态处理，并输出于数据包循环冗余校验状态处理子模块；

数据包循环冗余校验状态处理子模块：用于实现基于状态转移模式的状态机验证方法的数据包循环冗余校验状态处理，并输出于数据包结束状态处理子模块；

数据包结束状态处理子模块：用于实现基于状态转移模式的状态机验证方法的数据包结束状态处理，并输出于模式等待状态处理子模块；

模式等待状态处理子模块：用于实现基于状态转移模式的状态机验证方法的模式等待状态处理。

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