CN114846837A - 传输速率适配 - Google Patents
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Abstract
提供了一种用于一个或多个数据单元(DU,P1,P2,F1,F2)的传输速率适配的方法,该方法包括:由适配器(11)根据第一传输速率(forg)接收多个数据单元(DU,P1,P2,F1,F2)和将两个连续的数据单元(P1,P2)分离的至少一个延迟字符(D),该适配器(11)包括适配电路;以及由适配器(11)根据第二传输速率(fslow)传输所接收的多个数据单元(DU,P1,P2,F1,F2)中的每一个数据单元,其中,第二传输速率(fslow)是基于所接收的至少一个延迟字符(D)来确定的。
Description
技术领域
本发明涉及数字信号处理,具体在无线电基站系统和系统部件的测试的领域。数字信号处理(DSP)是诸如由计算机或更专业的数字信号处理器使用数字处理来执行各种各样的信号处理操作。
背景技术
无线电基站系统依赖于以FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)芯片形式的各种类型的数字集成电路(IC)设计。这些IC设计的开发和验证要求针对芯片的外部数字RF接口的实际对应接口。申请人提出了用于确认、验证和/或一般来说测试集成电路的测试设备。特别地,申请人的产品系列X-STEP支持芯片开发的所有阶段,从RTL(寄存器传输级)模拟到硬件仿真、FPGA原型设计、全速ASIC/FPGA设计验证以及HW/SW集成。X-STEP支持所有数字RF(射频)接口协议,并且准备好提供所需的真实激励和在芯片验证中对接口的完全可见性。随着对硬件仿真器和逻辑模拟器的X-STEP集成,存在唯一机会来将硅前和硅后验证联系起来。
对于硅前测试,集成电路的设计通常在制造之前用硬件描述语言(HDL语言)描述,并在模拟器上进行模拟。运行几种测试用例以检查设计在功能上是否表现正确。这些测试是在模拟器上以MHz速度(模拟器时钟频率)运行的。这可能要花费大量的时间来通过硅前验证覆盖所有测试用例。
集成电路在硅前阶段得到充分验证之后,能够在集成电路的实际硬件上执行硅后测试。硅后验证的优点在于相比于硅前测试阶段,能够执行得明显更快。
由于在硅片后测试期间集成电路的功能执行的可观察性有限,已经引入了运行时验证,以便能够检测硅前或硅后测试中遗漏的错误。
X-STEP O-RAN测试解决方案被用在O-DU(O-RAN分布式单元)与O-RU(O-RAN无线电单元)之间的前传验证。X-STEP能够充当O-DU或O-RU,或者监测和捕捉这些单元之间的以太网流量。O-RAN是封装到演进通用公共无线接口(eCPRI)中超过10GbE/25GbE功能性的特征。O-RAN支持是XSTEP测试设备以太网10G/25G的一部分。与以太网、eCPRI和O-RAN共同的是,X-STEP提供了流式传输概念,其中用户定义协议有效载荷,并且协议核心生成包的流(stream)。在捕捉方向上,流式传输概念允许从单个天线或多个天线轻松提取样本实例。X-STEP O-RAN实现方式支持LTE和5G NR两者。X-STEP解决方案覆盖各种数字接口协议,并且更多的协议也在不断实现和探索中。因此,X-STEP能够作为基于软件的协议测试设备用于基于包的5G和基于帧的4G前传接口的开发和测试。用在这些前传接口中的协议包括eCPRI和CPRI。
从美国专利US6665230B1中已知一种可编程延迟补偿电路。该专利中提出了一种用于基于确定捕捉时钟周期所需的延迟元素的数量来对应用于输入信号的一定量的延迟进行编程的电路。
发明内容
测试设备的基于软件的架构意味着测试设备使用软件预处理和后处理作为协议数据生成和分析的一部分。然后,测试设备的硬件部件负责在板载RAM与例如客户的被测试设备(DUT)之间以DUT(例如前传设备)的目标线路比特速率(如今范围在6Gbps到25Gbps)发送和接收协议数据。
上文所提及范围内的线路比特速率能够用于光纤接口。然而,在4G和5G芯片组设计的基于FPGA的硅前原型中,线路比特速率至少被缩减了20倍,以匹配那些运行缓慢的原型的非实时时钟速率。也就是说,原型设计平台且特别是DUT能够在1Mbps到100Mbps的线路比特速率下进行操作。使例如X STEP的硬件在这些明显较低的比特速率下工作是有问题的,因为用于测试设备的光纤接口的高速收发器不能低于600Mbps,或甚至低于10Gbps,这取决于接口类型。
另一方面,被测试设备(例如原型设计平台)能够支持比测试设备的传输速率更高的传输速率。在这种情况下,被测试设备需要减速,以便匹配测试设备的传输速率。此种情况能够出现在硅后测试中,在硅后测试中,被测试设备是待测试的集成电路的硅原型,并且被测试集成设备是根据其原始速度运行的。
上文中概述的问题通过多个方面来解决。
根据第一方面,提出了一种用于一个或多个数据单元的传输速率适配的方法。该方法包括:由包括适配电路的适配器接收多个数据单元的步骤。接收多个数据单元的步骤还包括:多个数据单元是根据第一传输速率接收的。接收多个数据单元的步骤还包括:接收将两个连续的数据单元分离的至少一个延迟字符。该方法包括:由适配器发送所接收的多个数据单元中的每一个数据单元的步骤。发送步骤还包括:根据第二传输速率发送所接收的多个数据单元中的每一个数据单元。发送步骤还包括:第二传输速率是基于所接收的至少一个延迟字符来确定的。
根据第二方面,提出了一种用于适配一个或多个数据单元的传输速率的适配器。该适配器包括适配电路,包括:用于根据第一传输速率接收多个数据单元和将两个连续的数据单元分离的至少一个延迟字符的接收电路。该适配器包括适配电路,包括:用于根据第二传输速率发送所接收的多个数据单元的传输电路,其中,第二传输速率是基于所接收的至少一个延迟字符来确定的。
根据第三方面,提出了一种用于适配一个或多个数据单元的传输速率的适配器,该适配器包括适配电路,该适配电路能够操作以实施根据第一方面的方法。
根据第四方面,提出了一种用于一个或多个数据单元的传输速率适配的方法。该方法包括:由包括适配电路的适配器经由第一传输线路接收第一多个数据单元的步骤。经由第一传输线路接收第一多个数据单元的步骤包括:第一多个数据单元是根据第一传输速率接收的。经由第一传输线路接收第一多个数据单元的步骤包括:接收将第一多个数据单元中的两个连续的数据单元分离的至少一个延迟字符。该方法还包括:由适配器经由第二传输线路接收第二多个数据单元的步骤。经由第二传输线路接收第二多个数据单元的步骤包括:第二多个数据单元是根据第一传输速率接收的。经由第二传输线路接收第二多个数据单元的步骤包括:接收将第二多个数据单元中的两个连续的数据单元分离的至少一个延迟字符。该方法还包括:由适配器发送所接收的第一多个数据单元和第二多个数据单元的步骤。发送所接收的第一多个数据单元和第二多个数据单元的步骤包括:所接收的第一多个数据单元和第二多个数据单元是经由第三传输线路根据第二传输速率发送的。发送所接收的第一多个数据单元和第二多个数据单元的步骤包括:第二传输速率是基于所接收的至少一个延迟字符来确定的。
根据第五方面,提出了一种用于适配一个或多个数据单元的传输速率的适配器,该适配器包括适配电路,该适配电路能够操作以实施根据第四方面的方法。
附图说明
图1示出了无线电通信系统的图示。
图2示出了基带单元与远程无线电头端之间的前传数据传输的图示。
图3示出了用于测试无线电设备的系统的图示。
图3a示出了与被测试设备耦合的测试设备的图示。
图4示出了通信耦合到测试设备和被测试设备的适配器的图示。
图5示出了根据第一传输速率的数据包的传输的图示,其中,数据包之间插入了延迟字符。
图6示出了根据第一传输速率的数据帧的传输的图示,其中,数据帧之间插入了延迟字符。
图7示出了延迟字符的示例性实例。
图8示出了通信耦合到测试设备和被测试设备的适配器的另一图示。
图9示出了通信耦合到测试设备和被测试设备的适配器的又一图示。
图10示出了根据第一实施例的示例性方法步骤。
图11示出了根据第二实施例的示例性方法步骤。
图12示出了根据第三实施例的示例性方法步骤。
图13显示了根据第四实施例的示例性方法步骤。
图14示出了根据第五实施例的示例性方法步骤。
具体实施方式
在图1中,示出了无线电通信系统。传统的单片式基站收发台(BTS)架构正越来越多地被分布式BTS架构所取代,在分布式BTS架构中,BTS的功能被分离为两个物理上分离的单元--基带单元(BBU)和远程无线电头端(RRH)。BBU对正被用于一个或多个射频信道上的无线通信的特定空中接口执行基带处理。RRH执行射频处理以将来自BBU的基带数据输出转换为射频信号以用于从耦合到RRH的一个或多个天线进行辐射,和/或以用于从经由一个或多个天线在RRH接收的射频信号中产生用于BBU的基带数据。RRH能够靠近一个或多个天线安装,例如,在塔顶,并且BBU能够安装在更容易接近的位置,例如,在塔底。然而,视情况而定,RRH和BBU能够并置例如在实验室中。BBU和RRH能够通过一个或多个光纤链路连接。BBU与RRH之间的接口由前传通信链路标准定义,诸如通用公共无线电接口(CPRI)系列规范、开放式基站架构计划(OBSAI)系列规范和开放式无线电接口(ORI)系列规范。
在5G架构中,将指定新频域前传接口。频域前传是功能划分,其中,IFFT/FFT(快速傅里叶逆变换/快速傅里叶变换)能够从BBU向RRH移动。在前传上发送频域样本而不是时域样本。RRH将通过通信信道具有关于用于不同UE的资源分配的信息。新eCPRI接口规范“eCPRI规范VI.0(2017-08-22)”已经是可用的。
对于其中远程无线电头端(RRH,有时也被表示为无线电远程单元(RRU))和基带单元(BBU,有时也被表示为无线电设备控制器(REC))分离的部署场景,从一个或多个天线接收的信号必须是在连接RRH与BBU的介质上传输的,因为正常情况下信号组合是在BBU处完成的。一般来说,用于BBU与RRH之间的连接的接口被称为前传。前传上的信号能够是复杂的时域样本,诸如传统的通用公共无线电接口(CPRI)中指定的。数字化的波形能够在前传上经由一个或多个无线电汇聚单元(RAU)从BBU传输到RRH,并且反之亦然。
用户设备(UE)的信号是功率有限的,并且由于路径损耗随着到UE的距离而变化,当这些信号被数字化表示时,会遇到很大的动态范围,能够假设对于复杂的频率样本将需要大量比特,并且在MIMO(多输入多输出)/分集层的情况下,所需要的前传容量将乘以天线的数量。此外,期望对无线电信号的此种传播建模,以便测试无线电系统及其部件的功能性。由于前传上的容量有限,因此期望找到优化前传的使用的方法。如图所示的,BBU能够经由一个或多个回程或跨程连接来连接到核心网络(Core),并且能够连接到其他BBU(未示出)。
在图2中,图示了使用不同协议的前传数据传输。如上文所提及的,所采用的不同协议具有不同的带宽容量。因此,CPRI流式传输支持高达10.1Gbps,而CPRI v7.0支持25Gbps,并且eCPRI支持高达25Gbps,例如,在RRH与BBU之间。
I/Q数据(即同相和正交分量数据)是数字化的空中接口数据。5G中的采样速率为122.88MHz。因此,尤其在多个无线电信道的情况下,大量数据需要经由前传来发送。应当理解,I/Q数据传输能够发生在针对每个无线电信道的上行链路和下行链路方向上。
在图3中,示出了用于测试无线电设备的测试环境。西门子(SIEMENS)正在开发创新的测试系统,用于模拟、硬件仿真、现场可编程门阵列(FPGA)原型设计和实时(硅后、制造)环境的领域中的ASIC和FPGA验证和确认。此种测试系统能够包括一个或多个测试设备,该一个或多个测试设备能够用于各种高科技领域,范围从蜂窝基站到汽车行业。例如,例如来自X-STEP产品线的无线电设备测试系统或测试设备10能够激励和跟踪调制解调器无线电设备(诸如无线电设备控制(REC)和/或无线电设备(RE)模块(也被分别称为基带单元(BBU)和远程无线电头端(RRH))中的所有数字接口。由此测试设备10支持的数字接口协议能够包括JESD204B、CPRI、OBSAI RP3和/或10G以太网。测试设备10还能够包括寄存器传输级(RTL)模拟和硬件仿真,并且也能够适用于FPGA原型设计、实时后硅板调试和/或最终产品测试。测试设备10能够覆盖无线电基站产品开发周期中的每个阶段,从最初的RTL模拟一路到生产后期。相同的测试随后能够在被测试设备(DUT)的产品开发周期中的每个阶段中重复使用,此外,由于参数化的测试用例构建块架构,能够方便地将测试用例从一个项目移植到另一个项目。
如图3所示出的,测试设备10布置在BBU与RRH之间,并且经由相应的前传连接通信耦合到BBU和RRH。然而,已经已知包括测试设备10的其他测试设置。例如,在国际申请PCT/US2019/055623和欧洲申请EP 18200162中,分别公开了不同的测试系统和布置方式。在其中,测试设备能够仅耦合到BBU。为此,一个或多个UE的模拟或仿真能够由测试设备来执行。替代地,测试设备10能够耦合到RRH。为此,BBU能够由测试设备10来模拟或仿真。
信道模型是在空中接口上被传输的一个或多个无线电信号的行为的(测试)模型。该信道模型能够在实验室环境中或甚至在现场测试无线电设备。测试能够如图3所示可操作地执行。例如,能够使用信道模型测试设备10,其根据一个或多个信道模型执行例如以I/Q数据的形式的射频信号的处理。所有连接(例如基站和/或测试装置和/或UE之间的连接)能够通过同轴电缆进行。
转到图3a,连接到测试设备10的一个或多个设备12能够被视为被测试设备(DUT)12,因为能够测试那些设备12的数字信号处理和功能执行,例如,它们是否正在根据客户(确认)或标准(验证)的指定要求工作。
如前文所提及的,系统(诸如无线电基站)依赖于例如以FPGA或ASIC芯片的形式的各种类型的数字IC设计。这些IC设计的开发和验证需要针对芯片的外部数字接口的实际对应接口。特别是在硅前测试的情况下,模拟或仿真的DUT 12仅能够以比测试设备10更低的速度处理数据。因此,要求降低测试设备10的传输速率。
为了解决DUT 12的收发器限制,能够设计外部光电转换和缓冲单元,以将测试设备10连接到慢速运行的原型(DUT 12),例如,以用于在硅前阶段提早验证前传接口。然而,无论此种适配器的缓冲区有多大,如果传输侧(例如测试设备10)没有根据DUT 12的减速因数来减速,则它们最终将溢出。因此,除了实现外部转换器/缓冲适配器本身之外,可能还需要在测试设备10侧的流量(flow)控制。
由于基于软件的架构、基于硬件的流量控制难以在测试设备10上实现,因为其将需要对传输和接收数据路径进行主要的重新设计。在实践中,此种流量控制将需要在光纤接口的顶部实施的新协议,以限制进/出的例如客户的慢速运行的DUT 12的数据流。也就是说,前传传输协议(例如,eCPRITM、CPRITM)将需要被封装到另一协议中,该另一协议将仅能够在被请求时传输数据,从而有效地将传输速率限制到DUT 12能够处理的水平。然而,测试设备10的设计可能不适合支持此种减速的传输,因为它(主要)用作前传协议流式传输和/或捕获设备。尽管以太网暂停帧能够被用于在基于以太网的减速解决方案中实现流量控制,但这需要在布置的所有接口中实现适当的以太网MAC,例如,测试设备10和DUT 12,并且因此可能不由测试设备10所支持。
另一种可行性是实现不同的硬件部件,例如不同的测试设备10,它们适应于相应DUT 12的具体传输速率。在此情况下,测试设备10的至少两种变体将是有必要的;一种用于全速测试(DRT=实时设备),并且另一种用于较慢的设计(DNRT=非实时设备)。后者能够提供DUT 12的单独的FPGA GPIO(通用输入/输出)引脚与测试设备10之间的直接连接,并且根据需要将它们配置得尽可能慢,甚至低于1Mbps,尽管存在测试设备10和DUT 12的高速收发器。对于DUT 12与测试设备之间的同步,能够提供从DUT 12向测试设备10的数据比特/字时钟,使得不必须进行流量控制。从制造资源的角度来看,具有测试设备10的不同硬件变体显然不是最佳,因为两种变体都必须得到维护和支持。最好能够提供能够适配其传输速率的单个硬件。此外,对于所有项目阶段,单个硬件是有利的,因为其促进了在硅后和/或甚至运行验证中的硅前测试的重新使用可行性。因此,将能够继续使用能够处理多个项目阶段、硅前和硅后以及运行测试的单个硬件。
因此,一般来说存在的问题是,发送站(计算机或网络交换机)传输数据的速度能够快于链路L的另一端所能接收的速度。
由于上文所提及的问题,期望具有能够与所有种类的目标(例如实时和非实时设备)交互操作的单个硬件。特别地,期望一种解决方案,使硬件运行的速度比其收发器能够运行的速度更慢。
现转到图4,提出了用软件取代基于硬件的流量控制,该软件将原始高速传输速率(例如包速率或帧速率)缩减到DUT 12的速度。软件能够是测试设备10的一部分,例如,包括对应功能的软件模块。提出了例如通过测试设备10上的软件在基于软件的激励生成中插入一个或多个延迟字符,例如表示测试数据的字符,以用于实现传输速率的缩减。
由图5和图6中的参考标记D标识的延迟字符能够是预留字符(例如控制字符)或(有效载荷)数据字符,例如未使用的逗号,诸如XGMII(10千兆比特介质无关接口)、8b/10b字符集。用于XGMII的控制和数据字符在IEEE标准802.3-2012中定义。延迟字符能够是(有效载荷)数据字符,例如,XGMII字符集的数据字符。因此,(延迟)字符能够是例如XGMII字符集中的具有8位表示的十六进制字符。因此,引入了延迟字符,延迟字符指示用于发送所接收的一个或多个数据单元的延迟。延迟字符能够是给定字符集中的专用字符。
因此,存在测试设备10与适配器11之间的以第一传输速率forg运行的第一链路L1。此外,存在适配器11与DUT 12之间的以第二传输速率fslow运行的第二链路LX。测试设备10向适配器传输数据单元(例如包括用于测试DUT的测试激励)和延迟字符。适配器11确定数据单元之间或之中的延迟字符,并且丢弃延迟字符。因此,适配器11仅向DUT 12传输数据单元(而不是延迟字符)。如稍后将描述的,在数据单元传输的逆向方向上(例如从DUT 12到测试设备10)相对应地操作,例如,适配器11将延迟字符插入到从DUT 12接收的数据单元之间。为此,适配器能够包括对应的软件模块,该软件模块将延迟字符引入到从DUT 12接收的数据单元之间。
现在回到从测试设备10到DUT 12的传输方向,一个或多个延迟字符能够由测试设备10被插入到数据单元之间。测试设备10的数据单元能够表示用于测试DUT 12的激励输入。因此,测试设备10生成一个或多个延迟字符,以及数据单元。在其中,延迟字符指示用于数据单元的传输速率适配,例如,在向DUT 12发送数据单元时的传输延迟。
因此,能够引入过滤一个或多个延迟字符的适配器11。适配器能够是测试设备10的一部分,即在测试设备10的壳体内,或者能够附接到设备10,即适配器具有自身的壳体,其与测试设备10的外壳分离。
转到图5,当DUT 12的线路比特速率已知时,能够例如由测试设备10计算所要求的减速因数,并且通过一个或多个延迟字符来实现减速因数,以扩展用于数据传输的基于包的协议(例如以太网或eCPRI)中的包间空隙。也就是说,基于所确定的减速因数,能够由测试设备10使用被插入到两个数据包A、B之间的一个或多个延迟字符来计算和实现包间间隙。应当理解,所使用的协议能够采用任何其他合适的数据单元来代替数据包A、B。因此,也能够将间隙引入到基于帧的协议(诸如CPRI)中的帧之间,尽管基于帧的协议正常情况下不允许帧之间有任何间隙。也就是说,通过将延迟字符插入到包/帧之间,达到了包/帧速率(即链路吞吐量)的缩减。
在图5中,示出了数据链路层的数据帧传输。如图5所示,在数据帧的情况下,帧数据(连续流)需要被划分成合理的小区段(A、B、...)。例如,在CPRI的情况下,一个帧为10ms长。这能是一个巨大的量而无法存储在适配器的存储器中,例如FPGA。因此,数据需要被划分成更小的区段。区段的大小能够与适配器11中FPGA的缓冲区大小相关。
例如,链路L1能够根据98.304Mbit/s的传输速率forg进行操作,并且链路LX能够根据49.152Mbit/s的传输速率进行操作。因此,第一传输速率不仅不同,而且在该实例中比第二传输速率fslow快200倍。在这种情况下,在两个数据单元之间插入了199个延迟字符。也就是说,发送一个数据单元,其跟随有199个延迟字符,直到发送下一个数据单元,依此类推。
在图6中,示出了在物理层的数据包传输。在该情况下,链路L1能够根据2,578.125Mbit/s的传输速率forg进行操作,并且链路LX能够根据515.625Mbit/s的传输速率进行操作。因此,第一传输速率不仅不同,而且在该实例中比第二传输速率fslow快500倍。待发送的数据需要被划分成更小的区段,也参考与图5相关的描述。划分能够与包结束或包开始无关。然而,当将数据划分成合适的区段时,能够考虑数据包的开始和/或结束。例如,在64b/66b译码和传输速率差因数500的情况下,一个数据单元(区段)跟随有499个延迟字符,直到传输了下一个数据单元。
集成开发环境(IDLE)字符能够由设备10、11、12的收发器生成。作为太网协议的一部分的IDLE字符是在以太网包之间传输的。然而,延迟字符是由测试设备10或适配器11分别新引入和生成的字符。延迟字符为改变传输速率服务。
现在转到图7,提供了在8b/10b译码情况下的延迟字符的示例性实例。如前文所提及的,一个延迟字符能够是一个字节/八位字节。延迟字符能够是CPRI尚未使用的未使用控制符号中的一个未使用控制符号。在64b/66b译码情况下,延迟字符能够是控制块(C0、C1、C2、...、C7)中控制字符的一个未使用的类型,例如0x07或0x00。控制字符的表示是控制代码。XGMII将控制字符编码为八位字节(八位值)。然而,也能够使用另一位值。
能够使用64B/66B译码方案来将一个或多个延迟字符(例如XGMII字符)映射到66位块中,并且反之亦然。64B/66B将8个数据八位字节或控制字符编码到块中。示例性映射如IEEE 802.3 48所示。物理译码子层(PCS)和物理介质连接(PMA)子层(10GBASE-X类型)。
现在转到图8,除了能够是例如来自申请人X-STEP系列的设备的测试设备10之外,适配器11(也被称为转换和/或缓冲单元)也能够在其向测试设备10(例如X-STEP)的传输中插入延迟字符,以放大链路的线路比特速率。例如,当缓冲区中没有准备好待发送的包/帧时,这能够自动执行。在接收包/帧时,能够由测试设备10(例如X-STEP)经由基于软件的后处理来执行这种延迟插入的逆向操作,即延迟移除,以便恢复原始包/帧的内容和相位。另一方面,适配器11简单地忽略了延迟字符,同时向被测试设备(DUT)12转发所有其他字符(例如,IDLE和包,或帧)。
提供延迟插入/移除逻辑到适配器11中或能够作为适配器11的一部分的转换和/或缓冲单元使得能够插入和/或去除一个或多个延迟(DELAY)字符。通过插入/移除一个或多个延迟字符,能够保持原始包间间隙,并且同时在测试设备(例如XSTEP)中维持6Gbps到25Gbps的原始线路比特速率。然后,测试设备的发送器/接收器能够维持高速数据速率,因为被发送/接收的大多数DELAY字符是在转换单元中移除/插入的。这帮助提供例如光-电转换/缓冲单元从不遇到数据溢出问题,因为流量在发送器侧(例如,测试设备侧)被限制。作为另一个好处,所提出的解决方案适合被部署在测试设备的基于软件的架构中,诸如X-STEP的基于软件的架构,并且不需要改变测试设备中的FPGA逻辑/固件。对测试设备的仅有的要求是通过插入/移除一个或多个延迟字符来为链路吞吐量的缩减提供软件支持。
在发送方向上,10GBASE-X PCS接受来自XGMII上的PCS客户端的包。由于底层PMA的连续信号通知性质以及由PCS执行的编码,10GBASE-X PCS将XGMII数据和控制字符映射到代码组流中。在接收方向上,PCS对从PMA接收的代码组流进行解码,将代码组映射到XGMII数据和控制字符中,以及将字符流转发到XGMII到PCS客户端以用于进一步处理。关于XGMII字符编码的更多细节能够在http://www.ieee802.org/3/10GBCX4/public/jan03/WPcls48_1_0.pdf下的“10GBaseCX4的初始草案提议”中找到。
一般来说,出于硅前测试的目的,数字化ASIC、ASSP、FPGA或SoC设计或其一部分能够被映射到DUT 12的一个或多个FPGA中。
现在转到图9,经由适配器的实施例组合多个通道是可行的。为此,能够使用XAUI接口。XAUI是四通道接口,具有波特率为3.125Gb/s每通道串行,并且有效传输速率为10Gbit/s。每个通道是携带电流型逻辑(CML)信令的差分对,并且每个通道上的数据在传输之前都被8B/10B编码。
因此,当数据从测试设备经由两个或多个通道发送并且由适配器编译成一个高速线路时,能够提高传输速率。例如,2倍25GbE通道能够被组合以形成1倍32GbE链路。
适配器11使能支持测试设备10默认不支持的线路速率和电压水平。设备10、11、12能够根据相同的时钟域来计时。主时钟(CLK)确实向设备10、11、12递送时钟信号(例如,10MHz)。测试设备10的接口能够是标准的25GbE或另一协议,并且能够经由多个QSFP28通道连接。在多个通道的情况下,存在所提供的多个并行延迟移除/插入块,例如,每个通道一个延迟和插入块。
适配器能够减少或增加原始线路或传输速率。在线路速率增加的情况下,数据单元经由多个(例如光学)通道从测试设备10发送到适配器11。例如,测试设备10能够拥有两个25Gbps接口。数据单元和延迟字符能够经由这两个接口发送,并且能够被适配器11组合成单个数据流。适配器11移除延迟字符,并且将经由不同通道接收的数据单元组合成包括所接收的数据单元的单个数据流。然后,单个数据流的传输速率能够与DUT的通信接口的传输速率相匹配。这能够通过将对应量的延迟字符插入到从测试设备到适配器的数据单元的传输中来达到。例如,当两个传输通道被组合时,由测试设备插入并且被发送到适配器的延迟字符的数量能够对应于所需的数量,以匹配DUT的32Gbps的传输速率。
如果要减少传输速率例如以匹配以50Mbits的比特速率操作的DUT,测试设备10的传输速率(假设25Gbps)通过插入足够的延迟字符以将25Gbps的比特速率降低到50Mbits来减少。
在从DUT到测试设备的传输方向上,适配器11能够被操作并且被配置为插入延迟字符以匹配测试设备10的传输速率。
适配器还能够包括控制接口CTRL,该控制接口CTRL能够被用于对适配器11进行编程和/或用于状态信息检索。由此,适配器11可编程以从测试设备10与DUT 12之间的数据路径中移除或添加附加延迟字符。这对于减轻测试设备10与适配器11之间的(一个或多个)传输线路以及适配器11与DUT12之间的(一个或多个)传输线路上的抖动影响是必要的。
如图9中的虚线所示,适配器11能够被包括在测试设备10中,例如在其壳体内,或者能够以其他方式与测试设备10通信耦合。
传输速率是在指定单位时间内在传输信道上或者经由数据接口发送的数据的体积。用于该传输速率的单位是波特或比特/秒。因此,传输速率能够是比特速率(比特率或作为变量R),即每单位时间传达或处理的比特数量。比特速率能够使用比特每秒的单位(符号:“bit/s”)来量化,例如,结合SI前缀,诸如“千(kilo)”(1kbit/s=1000bit/s)、“兆(mega)”(1Mbit/s=1000kbit/s)、“千兆(giga)”(1Gbit/s=1000Mbit/s)或“太(tera)”(1Tbit/s=1000Gbit/s)。
线路代码是用于表示沿传输线路发送的数字数据的电压、电流或光子的样式。在数字通信系统中,物理层总比特率、原始比特率、数据信令速率、总数据传送速率或未经译码的传输速率(有时被写为变量Rb或fb)是通信链路上每秒的物理传送的比特的总数量,包括有用数据以及协议开销。总比特速率与符号速率或调制速率相关,其用波特或符号每秒来表示。
传输线路是专门的电缆或其他结构,其被设计为传导射频的交流电,即具有高到必须考虑到它们的波性质的频率的电流。传输线路被用于以下目的:诸如将无线电发送器和接收器与它们的天线连接(它们然后被称为馈送线路或馈电线)、分配有线电视信号、在电话交换中心之间的中继线路由呼叫、计算机网络连接和高速计算机数据总线。
数据单元能够对应于以下中任何一个或多个的至少一部分,特别是与OSI模型相关:在层1(物理层)中,数据单元对应于一个比特,在层2(数据链路层)中,数据单元对应于一个帧,在层3(网络层)中,数据单元对应于一个包,在层4(传输层)中,数据单元对应于一个区段,以及在层5中,数据单元对应于数据。然而,其他传送单元(例如,数据报)也能够被标识为数据单元。
适配电路能够特别包括对数字信号进行操作的数字(电子)电路。数字电子电路能够由大型逻辑门组件制成,这些逻辑门组件能够被印刷在集成电路上。当“时钟”信号改变状态时,适配电路能够基于造成系统状态改变的时钟信号来操作。
现在,适配器能够包括附加电路,例如,用于接收一个或多个数据单元和/或用于发送一个或多个数据单元。另一方面,此种电路能够被包括在适配电路本身中。
适配器能够是独立的设备,例如,包括其自有壳体,但也能够替代地被并入另一设备,例如,具有另一设备的壳体。
转到图10,示出了从用于传输速率适配的适配器的角度来看的第一实施例的示例性方法步骤。在第一步骤S1中,由适配器根据第一传输速率接收多个数据单元。如上所述,数据单元能够是已被划分成适合适的块的数据区段。数据单元能够包括用于测试被测试设备(DUT)的激励数据。另一方面,数据单元能够包括(例如,如果它们是从DUT接收的)由DUT响应于激励数据而创建的数据。
在步骤S2中,由适配器接收将两个连续的数据单元分离的至少一个延迟字符。能够接收一个以上延迟字符。所接收的延迟字符的数量能够取决于第一传输速率与第二传输速率之间的比率,或者反之亦然。能够接收一个或多个延迟字符。
数据单元和一个或多个延迟字符的传输能够由测试设备来执行。被包括在数据单元中的信息能够与用于测试DUT的测试激励相关。测试激励能够被存储在测试设备中,也能够由测试设备根据测试模型和/或对应的测试任务来创建或处理。
在步骤S3中,由适配器基于所接收的至少一个延迟字符来确定延迟值。延迟值能够与所接收的延迟字符的数量直接相关,或者能够根据被存储在适配器中的缩放函数来缩放。
在步骤S4中,由适配器根据第二传输速率传输所接收的多个数据单元中的每一个数据单元。因此,有效地允许接收器(例如被测试设备)接收由测试设备发送的所有数据单元,而不会由于不匹配的传输速率或由于缓冲区溢出而损失任何数据单元。
转到图11,示出了从用于数据速率适配的发送器、接收器和适配器的角度来看的第二实施例的示例性方法步骤。在步骤S5中,由发送器根据第一传输速率传输多个数据单元。发送器能够是在上文中如本说明书通篇所述的测试设备。如已经提及的,数据单元能够包括激励数据(也被称为测试样式),该激励数据被用于确认或验证(视情况而定)被测试设备是否正在正确工作。
在步骤S6中,由发送器将一个或多个延迟字符插入到连续的数据单元之间。至少两个或两个以上延迟字符能够被插入到连续的数据单元之间。
在步骤S7中,由适配器移除至少一个延迟字符。在多个延迟字符的情况下,从由适配器接收的字符序列中移除所有延迟字符。适配器能够接收连续字符流。所接收的这些字符能够表示数据字符或延迟字符。出于向接收器发送数据字符的目的,适配器将延迟字符从数据流中移除。因此,在步骤S8中,由适配器向接收器仅传输多个数据单元。由于从适配器到接收器的数据单元的传输是根据第二传输速率发生的,在步骤S9中,由接收器根据第二传输速率接收多个数据单元。接收器能够是如上所述的被测试设备。应当理解,在硅前阶段,被测试设备更可能是被测试的设计(其中被测试设计描述了计划的设备)。因此,被测试设备仅能够例如使用FPGA来模拟或仿真。
转到图12,示出了从用于数据速率适配的适配器的角度来看的第三实施例的示例性方法步骤。在该实施例中,数据单元能够是从被测试设备例如经由适配器与被测试设备之间的链路接收的。因此,在该实施例中,数据单元是从以前充当接收器但现在充当发送器的设备接收的。
在步骤S10中,由适配器根据第二传输速率接收多个数据单元。适配器能够包括例如以FPGA的形式的适配电路。应当理解,所接收的数据单元能够不被分段成数据单元,而能够是包括这些数据单元的数据传输的一部分。
在步骤S11中,由适配器将一个或多个延迟字符插入到连续的数据单元之间。现在,对于来自适配器的传输并且为了适配到数据单元的发送器和接收器(通过举例的方式,其能够是被测试设备和测试设备)的链路之间的不同传输速率,能够由适配器插入延迟字符。至少两个或两个以上延迟字符能够由适配器来插入。为此,适配器能够被专门编程。
在步骤S12中,由适配器根据第一传输速率传输所接收的多个数据单元中的每一个数据单元和将两个连续的数据单元分离的至少一个延迟字符。因此,为了适配器与接收器(例如,测试设备)之间的链路上的更快的传输速度,由适配器插入并发送延迟字符。延迟字符的接收器随后能够移除或丢弃延迟字符,例如在已经标识或检测延迟字符之后,特别是在已经解码延迟字符之后。为此,接收器(例如测试设备)也能够被专门编程为标识延迟字符并随后从进一步处理中将其丢弃。
在与图10至图12相关的上述实施例中,已经讨论了其中传输速率已经经由第二链路减速的情况,该第二链路将适配器与例如被测试设备连接。
现在,转到图12,示出了第四实施例的示例性方法步骤。在其中,将适配器与例如被测试设备连接的第二链路能够具有比将适配器与例如测设备连接的独立的链路或通道更高的传输速率。因此,在下文中,增加了到被测试设备的链路的传输速率。
在步骤S13中,由适配器经由第一传输线路根据第一传输速率接收第一多个数据单元和将第一多个数据单元中的两个连续的数据单元分离的至少一个延迟字符。
在步骤S14中,由适配器经由第二传输线路根据第一传输速率接收第二多个数据单元和将第二多个数据单元中的两个连续的数据单元分离的至少一个延迟字符。
然后在步骤S15中,由适配器经由第三传输线路根据第二传输速率传输所接收的第一多个数据单元和第二多个数据单元,其中,第二传输速率是基于所接收的至少一个延迟字符来确定的。因此,第一传输线路和第二传输线路将适配器与发送器(例如测试设备)连接。然而,能够存在适配器与发送器(例如测试设备)之间的两个以上传输线路。第三传输线路能够将适配器与接收器(例如,被测试设备)连接。
现在将根据图14的实施例来对传输的逆向方向进行讨论。图13和14的实施例能够被组合成单个实施例,例如,适配器能够与接收侧和发送侧进行双向通信。对于如关于图10至图12所述的实施例同样如此。
因此,在步骤S16中,由适配器经由第三传输线路根据第二传输速率接收第一多个数据单元和第二多个数据单元。
在步骤S17中,由适配器经由第一传输线路根据第一传输速率传输第一多个数据单元和将第一多个数据单元中的两个连续的数据单元分离的至少一个延迟字符。视情况而定,如有必要在将适配器与接收端连接的多个传输线路上插入延迟字符,以便匹配第一传输速率和第二传输速率。
因此,在步骤S18中,由适配器经由第二传输线路根据第一传输速率传输第二多个数据单元和将第二多个数据单元中的两个连续的数据单元分离的至少一个延迟字符。因此,接收侧能够标识延迟字符并在进一步处理中将其移除或丢弃,并且能够仅处理包括例如待评估的有效载荷数据的数据单元。
如已示出的,已经提出了用于发送器与接收器之间的数据速率适配的方法和设备。本领域的技术人员将认识到对本发明的实施例的改进和修改。所有此类改进和修改都被认为是在本文公开的概念的范围内。
Claims (15)
1.一种用于一个或多个数据单元(DU,P1,P2,F1,F2)的传输速率适配的方法,所述方法包括:
由适配器(11)根据第一传输速率(forg)接收所述多个数据单元(DU,P1,P2,F1,F2)和将两个连续的数据单元(P1,P2)分离的至少一个延迟字符(D),所述适配器(11)包括适配电路(13);以及
由所述适配器(11)根据第二传输速率(fslow)传输所接收的所述多个数据单元(DU,P1,P2,F1,F2)中的每一个数据单元,其中,所述第二传输速率(fslow)是基于所接收的所述至少一个延迟字符(D)来确定的。
2.根据前一项权利要求所述的方法,还包括:
由所述适配器(11)基于所接收的所述至少一个延迟字符(D)来确定延迟值。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法,还包括:
由发送器(10)根据所述第一传输速率(forg)传输所述多个数据单元(DU,P1,P2,F1,F2);以及
由所述发送器(10)将一个或多个延迟字符(D)插入到连续的数据单元(DU,P1,P2,F1,F2)之间。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,还包括:例如,在接收所述多个数据单元的步骤之间:
由所述适配器(11)移除所述至少一个延迟字符(D);以及
由所述适配器(11)向接收器(12)仅传输所述多个数据单元(D)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,包括:
由接收器(12)根据所述第二传输速率(fslow)接收所述多个数据单元(DU,P1,P2,F1,F2)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,数据单元(DU,P1,P2,F1,F2)是数据帧(F1,F2,F3,F4)或数据包(P1,P2,P3,P4)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,包括:
由所述适配器(11)基于在根据所述第一传输速率(forg)接收的两个连续的数据单元(DU,P1,P2,F1,F2)之间的所接收的延迟字符(D)的数量来确定所述第二传输速率(fslow)。
8.一种用于一个或多个数据单元的传输速率适配的方法,所述方法包括:
由适配器(11)根据第二传输速率(fslow)接收多个数据单元(DU,P1,P2,F1,F2),所述适配器(11)包括适配电路(13);以及
由所述适配器(11)根据第一传输速率(forg)传输所接收的所述多个数据单元(DU,P1,P2,F1,F2)中的每一个数据单元和将两个连续的数据单元(DU,P1,P2,F1,F2)分离的至少一个延迟字符(D)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法,包括:
由所述适配器(11)将一个或多个延迟字符(D)插入到连续的数据单元(DU,P1,P2,F1,F2)之间。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法,包括:
由所述适配器(11)基于用于根据所述第一传输速率(forg)传输数据单元(DU,P1,P2,F1,F2)的第一传输线路(L1)和/或用于根据所述第二传输速率(fslow)传输数据单元(DU,P1,P2,F1,F2)的第二传输线路(LX)的时钟信号的定时抖动来插入和/或移除在连续的数据单元(DU,P1,P2,F1,F2)之间的一个或多个延迟字符(D)。
11.一种用于适配一个或多个数据单元的传输速率的适配器(11),所述适配器包括适配电路(13),所述适配器包括:
用于根据第一传输速率(forg)接收多个数据单元(DU,P1,P2,F1,F2)和将两个连续的数据单元(DU,P1,P2,F1,F2)分离的至少一个延迟字符(D)的接收电路(13a);以及
用于根据第二传输速率(fslow)传输所接收的所述多个数据单元(DU,P1,P2,F1,F2)的传输电路(13b),其中,所述第二传输速率(fslow)是基于所接收的所述至少一个延迟字符(D)来确定的。
12.一种用于适配一个或多个数据单元的传输速率的适配器(11),所述适配器还包括:
适配电路,所述适配电路可操作地实施根据权利要求1至10中任一项所述的方法。
13.一种用于一个或多个数据单元(DU,P1,P2,F1,F2)的传输速率适配的方法,所述方法包括:
由适配器(11)经由第一传输线路(L1...LN)根据第一传输速率(forg)接收第一多个数据单元(DU,P1,P2,F1,F2)和将所述第一多个数据单元(DU,P1,P2,F1,F2)中的两个连续的数据单元分离的至少一个延迟字符(D),所述适配器(11)包括适配电路;
由所述适配器经由第二传输线路(L1...LN)根据所述第一传输速率(forg)接收第二多个数据单元和将所述第二多个数据单元中的两个连续的数据单元分离的至少一个延迟字符(D);以及
由所述适配器(11)经由第三传输线路(LX)根据第二传输速率(fslow)传输所接收的第一多个数据单元和第二多个数据单元(DU,P1,P2,F1,F2),其中,所述第二传输速率(fslow)是基于所接收的所述至少一个延迟字符(D)来确定的。
14.根据前一项权利要求所述的方法,所述方法还包括:
由所述适配器(11)经由所述第三传输线路(LX)根据所述第二传输速率(fslow)接收第一多个数据单元和第二多个数据单元(DU,P1,P2,F1,F2);
由所述适配器(11)经由所述第一传输线路(L1...LN)根据第一传输速率(forg)传输所述第一多个数据单元和将所述第一多个数据单元中的两个连续的数据单元分离的至少一个延迟字符(D);以及
由所述适配器(11)经由所述第二传输线路(L1...LN)根据所述第一传输速率(forg)传输所述第二多个数据单元和将所述第二多个数据单元中的两个连续的数据单元分离的至少一个延迟字符(D)。
15.一种用于适配一个或多个数据单元的传输速率的适配器(11),所述适配器包括:
适配电路,所述适配电路可操作地实施根据权利要求13或14所述的方法。
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