CN115037804B - 基于fpga实现巨帧生成与检测的地检装置 - Google Patents

基于fpga实现巨帧生成与检测的地检装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于FPGA实现巨帧生成与检测的地检装置，可以实现不间断且无需整帧存储的能够生成巨帧方式进行地面检测，主要用于解决自定义巨帧专用交换网络的地面检测问题。本地检装置通过FPGA实现，其包括业务帧适配模块、帧结构查找模块、调度管理模块、乒乓存储控制模块以及接口模块，这些模块实现接收以太网帧包装成自定义业务帧，根据巨帧结构拼接并发送巨帧，并接收专用交换给出的巨帧，根据巨帧结构拆成自定义专用业务帧并转换成以太网帧，发送给以太网设备。本发明具有可复用性强的优点，能够支持各种结构的巨帧甚至超巨帧的生成及检测。

Description

基于FPGA实现巨帧生成与检测的地检装置
技术领域
本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种基于FPGA实现巨帧生成与检测的地检装置。
背景技术
随着以太网技术的日新月异，交换机的速率也从10Mbps、100Mbps到1Gbps、10Gbps甚至更高。起初IEEE认可的以太网标准的最大帧长度为1518字节，这一标准已经越来越成为数据传输效率的掣肘。巨帧(Jumbo Frame)，这是一种厂商标准的超长帧格式，专门为超过1Gbps的以太网而设计，长度各厂商有所不同，从9000字节～64000字节不等。采用巨帧能够使以太网传输数据性能充分发挥，是数据传输效率提高50％～100％。
在星上交换中，对自定义巨帧的使用也有很大的需求。然而在对支持巨帧的交换进行测试时，却没有很合适的配套测试装置，尤其对于专用交换来说，产生自定义专用格式的巨帧进行存储并发送以及对巨帧进行接收存储检测是比较棘手的问题。一方面，巨帧如何产生以及将生成的巨帧进行整帧存储会占用大量的缓存；同时，巨帧的接收缓存以及如何实时对巨帧进行校验也是面临的重大问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于FPGA实现巨帧生成与检测的地检装置，能够在不对巨帧进行整帧存储的前提下，连续的产生并发送巨帧以及接收并检测巨帧。本发明的方案如下：
本发明提供的一种基于FPGA实现巨帧生成与检测的地检装置通过FPGA实现，所述地检装置包括：
以太帧收发模块，用于接收以太网帧传输至业务帧适配模块；
业务帧适配模块，用于存储以太网帧，对所述以太网帧按照自身适配的协议转换成填充巨帧净荷字段的专用业务帧；
调度管理模块，用于通过帧结构查找模块确定所述专用业务帧对应类型的业务帧适配模块，以使该业务帧适配模块将所述专用业务帧传输至乒乓控制存储模块；
乒乓控制存储模块，用于将所述专用业务帧交替写入时隙片段对应的缓存中，并按照写入的顺序不间断读出专用业务帧以产生巨帧，并从接口模块传输出去；
所述接口模块，用于接收专用交换设备传输的巨帧；
所述乒乓控制存储模块，用于将所述巨帧中每个时隙片段的专用业务帧交替写入时隙片段对应的缓存中；
所述调度管理模块，用于确定每个时隙片段填充的专用业务帧对应的业务帧适配模块，以将时隙片段对应的专用业务帧发送至该业务适配模块；
业务帧适配模块，用于将专用业务帧按照自身适配的协议转换成标准的以太网帧通过以太网收发模块发送给以太网设备。
可选的，所述业务帧适配模块，进一步用于，在存储与以太网帧之后，
将所述以太网帧进行帧信息提取，得到源mac和以太网帧长度；
根据源mac查找帧类型映射表，确定专用业务帧的帧类型；
根据以太网帧长度，计算专用业务帧的帧长和帧长CRC校验值；
按照自身协议的帧格式将以太网帧作为载荷，将载荷与专用业务帧的帧长、帧长CRC校验值、帧类型以及巨帧的CRC填入专用业务帧的对应字段，以生成专用业务帧；
将生成的专用业务帧进行存储。
可选的，所述调度管理模块进一步用于在业务帧适配模块转换专用业务帧之后，
向所述帧结构查找模块发送当前时刻查找地址；
其中，所述帧结构查找模块中存储帧结构表，所述帧结构表记载在巨帧结构中各时隙片段填充的专用业务帧类型；
所述帧结构查找模块，用于按照当时时刻的查找地址查找存储的帧结构表，得到该查找地址对应的时隙片段填充的专用业务帧类型和时隙片段的长度；
调度管理模块，根据查找到的专用业务帧类型确定巨帧结构生成操作码，以控制对应类型的业务帧适配模块将自身产生的专用业务帧发送至乒乓控制存储模块。
可选的，
所述调度管理模块进一步用于在业务帧适配模块转换专用业务帧之后，
确定当前待生成专用业务帧在巨帧结构中的时隙片段序号；
将所述时隙片段序号作为查找地址发送至帧结构查找模块；
所述帧结构查找模块进一步用于，
根据当前时刻巨帧结构内部所需的专用业务帧序号查找帧结构表，得到该巨帧结构中时隙片段序号对应位置需填充的专用业务帧类型；
调度管理模块，用于根据专用业务帧类型生成相应的操作码；
判断乒乓存储控制模块是否处于空闲时间，如果是则将操作码发送至对应类型的业务帧适配模块；
所述业务帧适配模块进一步用于，
解析操作码，根据操作码解析结果将对应类型的专用业务帧写入乒乓存储控制模块。
可选的，
所述乒乓存储控制模块进一步用于在接收专用业务帧之后，
在两个时隙片段对应的缓存中，交替写入两个时隙片段的专用业务帧，并按照写入顺序以不间断读出专用业务帧的方式的产生巨帧发送至接口模块；
其中，每个时隙片段填充至少一个专用业务帧，不同时隙片段填充的专用业务帧类型不同；
所述接口模块进一步用于，将所述巨帧通过与专用交换设备之间的接口发送。
可选的，乒乓存储控制模块，进一步用于在产生专用业务帧的过程中，
对调度管理模块进行反压，控制专用业务帧的产生速率，在保证不间断产生专用业务帧的前提下，减少产生巨帧所需专用业务帧的积压，从而减小缓存开销。
可选的，所述巨帧结构包括巨帧帧头、帧序号、发送设备编号、每个时隙片段填充的专用业务帧、帧尾以及巨帧CRC。
可选的，所述调度管理模块，进一步用于在接口模块接收到巨帧之后，
向所述帧结构查找模块发送巨帧中每个时隙片段序号，以在帧结构表中确定时隙片段填充的专用业务帧类型，以将时隙片段的专用业务帧发送至对应的业务帧适配模块。
其中，所述专用业务帧的帧长表示为：
x＝y+8；
所述以太网帧长表示为：
y＝x-8；
其中，x是专用业务帧帧长，y是以太网帧帧长；
计算专用业务帧的帧长CRC校验值包括：通过CRC-16码的生成多项式计算专用业务帧的帧长CRC校验值；
所述CRC-16的生成多项式为：g(x)＝x16+x15+x2+1；
巨帧的CRC通过CRC-32码的生成多项式g(x)计算得到；
CRC-32的生成多项式为：g(x)＝x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1。
可选的，所述操作码是指示生成专用业务帧类型的编码，其中专用业务帧类型由交换网络的功能需求决定；操作码为比特码表形式，每一位分别对应一种专用业务帧类型，如果比特码位为高表示当前时隙片段需要填充该类型的专用业务帧；
专用业务帧的帧长CRC校验值用于对专用业务帧的字段进行校验，如果当前字段若通过帧长CRC校验，则表示当前字段为该专用业务帧的起始字段通过提取当前字段的帧长内容可定位专用业务帧的起始位置。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1.本发明提供的一种基于FPGA实现巨帧生成与检测的地检装置，采用FPGA实现专用地检装置具有很好的可移植性；
2.本发明的地检装置采用调度管理模块根据需要的填充业务帧给出不同的操作码，控制不同的业务帧适配模块产生不同类型的业务帧，使其具有更好的灵活性与适配性；
3.本发明地检装置通过标准以太网帧格式与专用业务帧类型进行转换，并用专用业务帧对巨帧净荷字段进行填充，从而可以用地面TestCenter设备完成对专用巨帧交换的测试；同时时隙内填充数据帧的帧CRC校验弥补了巨型帧在使用以太网帧中简单的CRC32错误检测时，更容易遭受未检测到的错误的缺陷。
4.本发明使用乒乓控制模块反压，控制时隙片段填充的专用业务帧的产生速率，保证在连续产生巨帧的同时不过多积压帧内容，从而减小了缓存开销。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述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。
图1是提供的一种基于FPGA实现巨帧生成与检测的地检装置的结构示意图；
图2是使用本发明地检装置实现检测的过程流程图；
图3是本发明中使用的以太网帧以及交换网络专用业务帧示意图；
图4是本发明中使用的巨帧示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，本发明提供的一种基于FPGA实现巨帧生成与检测的地检装置。该检测装置通过FPGA实现，其包括以太网媒体访问控制处理器、调度管理模块、业务帧适配模块、帧结构查找模块、乒乓存储控制模块以及接口模块。各模块具体描述如下：
以太帧收发模块，用于接收以太网帧传输至业务帧适配模块；
业务帧适配模块，用于存储以太网帧，对所述以太网帧按照自身适配的协议转换成填充巨帧净荷字段的专用业务帧；
其中，业务帧适配模块按照类型分为多个，一个时隙字段中的专用业务帧类型相同，时隙字段的类型与业务帧适配模块的类型一一对应。
调度管理模块，用于通过帧结构查找模块确定所述专用业务帧对应类型的业务帧适配模块，以使该业务帧适配模块将所述专用业务帧传输至乒乓控制存储模块；
值得说明的是：乒乓存储控制模块，进一步用于在产生专用业务帧的过程中，对调度管理模块进行反压，控制专用业务帧的产生速率，在保证不间断产生专用业务帧的前提下，减少产生巨帧所需专用业务帧的积压，从而减小缓存开销。
乒乓控制存储模块，用于将所述专用业务帧交替写入时隙片段对应的缓存中，并按照写入的顺序不间断读出专用业务帧以产生巨帧，并从接口模块传输出去；
其中，按照写入的顺序不间断读出专用业务帧的过程产生的巨帧，是根据巨帧结构拼接专用业务帧而产生的。
值得说明的是：业务帧适配模块，用于协议适配，将以太网设备侧的以太网帧转换成填充巨帧净荷字段的专用业务帧，并将填充巨帧净荷字段的专用业务帧转换为标准以太网帧；帧结构查找模块，用于存储巨帧内部每个时隙填充专用业务帧类型并供调度管理模块查找使用。调度管理模块，用于查找存储的帧结构，并根据帧结构给出操作码，控制对应类型业务帧适配模块生成相应业务帧；以及查找存储的帧结构，并根据帧结构将业务帧送入对应业务帧适配模块。乒乓存储控制模块，用于存储两个专用业务帧时隙片段，并对调度管理模块进行反压，控制业务帧生成的速率，减少业务帧积压带来的缓存开销。
所述接口模块，用于接收专用交换设备传输的巨帧；
所述乒乓控制存储模块，用于将所述巨帧中每个时隙片段的专用业务帧交替写入时隙片段对应的缓存中；
所述调度管理模块，用于确定每个时隙片段填充的专用业务帧对应的业务帧适配模块，以将时隙片段对应的专用业务帧发送至该业务适配模块；
业务帧适配模块，用于将专用业务帧按照自身适配的协议转换成标准的以太网帧通过以太网收发模块发送给以太网设备。
本发明上述过程中接收专用交换给出的巨帧，根据巨帧结构拆成自定义专用业务帧并转换成以太网帧，发送给以太网设备。
本发明可以校验接收的以太网帧是否与发出的以太网帧一致从而达到对专用交换网络功能地面检测的目的。
本发明中送给业务帧适配模块的业务帧片段，根据帧长及帧长CRC校验进行帧定位并提取拼接，并进行帧CRC校验，通过校验的专用业务帧按每一个完整专用业务帧为单位去存储；根据每一个专用业务帧的帧长计算出该帧对应的以太网帧帧长；之后根据自定义业务帧格式对以太网数据帧进行提取，得到标准以太网数据帧，并将其发送给以太网设备。
参照图2，以图2说明本发明的详细过程：
1)接收TestCenter发送的以太网数据帧；
2)将1)中得到的以太网帧进行帧信息提取，得到源mac与以太网帧长度对应的字段，通过这些信息生成内部专用业务帧头，计算出专用帧帧长和帧长CRC校验值；按照协议的帧格式将以太网帧作为载荷与帧长、帧长CRC、帧头和帧CRC填入专用帧的对应字段，并将生成的专用业务帧进行存储；
3)调度管理模块在当前帧开始生成后，根据当前在生成的业务帧时隙片段序号，查找帧结构表，得到该巨帧结构中当前业务帧时隙片段需填充的专用业务帧类型，根据专用业务帧类型生成相应的操作码，并在判断到乒乓存储控制模块有空闲空间时，将操作码给到业务帧适配模块；
4)业务帧适配模块在收到调度管理模块给出的操作码后，解析操作码，并根据操作码解析结果将对应类型的业务帧写入乒乓控制模块；
5)乒乓控制模块通过乒乓控制操作从乒乓存储中不间断读出业务帧片段给接口模块；
6)接口模块对数据进行处理，并发送给专用交换单元；
7)接口模块接收到专用交换单元的数据，并对数据帧进行帧CRC校验后送给后级模块；
8)调度管理模块在开始接收到巨帧后，根据当前在接收的业务帧时隙片段序号，查找帧结构表，得到该巨帧结构中当前业务片段填充的专用业务帧类型；
9)调度管理模块根据当前片段填充的专用业务帧类型，控制接收缓存乒乓模块将当前接收到的专用业务帧片段送给相对应的业务帧适配模块；
10)业务帧适配模块根据内部专用的格式数据帧转换成标准以太网帧，并发送。
本发明的地检检测装置在FPGA内接收以太网帧，之后对其进行位宽转换和格式适配，产生符合交换网络巨帧载荷时隙片段内部填充的专用帧格式。同时调度管理模块控制巨帧内各部分字段的产生：调度管理模块根据巨帧结构查找模块查找到的当前时隙片段内承载的专用帧类型，产生操作码控制业务帧适配模块将相应类型的业务帧写入乒乓存储控制模块，并通过接口将数据送入专用交换中；同时接口接收到专用交换的数据后进行帧CRC校验，并将数据送入后级模块内；调度管理模块在开始接收到巨帧后，根据当前在接收的业务帧时隙片段序号，查找帧结构表，得到该巨帧结构中当前业务片段填充的专用业务帧类型；并根据当前片段填充的专用业务帧类型，控制接收缓存乒乓模块将当前接收到的专用业务帧片段送给相对应的业务帧适配模块；业务帧适配模块根据内部专用的格式数据帧转换成标准以太网帧，并将其发送给以太网设备。本发明通过对比以太网设备发送和接收到的数据帧是否满足要求从而达到对专用交换网络功能地面检测的目的。
实施例二
所述业务帧适配模块，进一步用于，在存储与以太网帧之后，
将所述以太网帧进行帧信息提取，得到源mac和以太网帧长度；
根据源mac，查找帧类型映射表，该表根据专用交换的交换规则预先定义，确定专用业务帧的帧类型；
根据以太网帧长度，计算专用业务帧的帧长和帧长CRC校验值；
其中，所述专用业务帧的帧长表示为：
x＝y+8；
所述以太网帧长表示为：
y＝x-8；
其中，x是专用业务帧帧长，y是以太网帧帧长；
其中，计算专用业务帧的帧长CRC校验值包括：通过CRC-16码的生成多项式计算专用业务帧的帧长CRC校验值；
所述CRC-16的生成多项式为：g(x)＝x16+x15+x2+1；
如图3所示，图3为专用业务帧示意图。本发明按照自身协议的帧格式将以太网帧作为载荷，将载荷与专用业务帧的帧长、帧长CRC校验值、帧类型以及巨帧的CRC填入专用业务帧的对应字段，以生成专用业务帧；
将生成的专用业务帧进行存储。
实施例三
本发明中的所述调度管理模块进一步用于在业务帧适配模块转换专用业务帧之后，
向所述帧结构查找模块发送当前时刻查找地址；
其中，所述帧结构查找模块中存储帧结构表，所述帧结构表记载在巨帧结构中各时隙片段填充的专用业务帧类型以及每个时隙片段的长度；该表项可预先定义或由专用交换网络需求配置，调度管理模块通过该表项得到时隙片段填充帧的帧业务类型。
如图4所示，图4为本发明巨帧的示意图。所述巨帧结构包括巨帧帧头、帧序号、发送设备编号、每个时隙片段填充的专用业务帧、帧尾以及巨帧CRC。
巨帧CRC通过CRC-32码的生成多项式g(x)计算得到；
CRC-32的生成多项式为：g(x)＝x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1。
本发明在巨帧的净荷数据内部，额外加入内部填充专用业务帧CRC校验，以弥补巨型帧在使用以太网帧中简单的CRC32错误检测时更容易遭到未检测到的错误的缺陷。
所述帧结构查找模块，用于按照当时时刻的查找地址查找存储的帧结构表，得到该查找地址对应的时隙片段填充的专用业务帧类型和时隙片段的长度；
调度管理模块，根据查找到的专用业务帧类型确定巨帧结构生成操作码，以控制对应类型的业务帧适配模块将自身产生的专用业务帧发送至乒乓控制存储模块。
实施例四
本发明的所述调度管理模块进一步用于在业务帧适配模块转换专用业务帧之后，
确定当前待生成专用业务帧在巨帧结构中的时隙片段序号；
将所述时隙片段序号作为查找地址发送至帧结构查找模块；
所述帧结构查找模块进一步用于，
根据当前时刻巨帧结构内部所需的专用业务帧序号查找帧结构表，得到该巨帧结构中时隙片段序号对应位置需填充的专用业务帧类型；
调度管理模块根据专用业务帧类型生成相应的操作码；
其中，所述操作码是指示生成专用业务帧类型的编码，其中专用业务帧类型由交换网络的功能需求决定；操作码为比特码表形式，每一位分别对应一种专用业务帧类型，如果比特码位为高表示当前时隙片段需要填充该类型的专用业务帧；
专用业务帧的帧长CRC校验值用于对专用业务帧的字段进行校验，如果当前字段若通过帧长CRC校验，则表示当前字段为该专用业务帧的起始字段通过提取当前字段的帧长内容可定位专用业务帧的起始位置。
判断乒乓存储控制模块是否处于空闲时间，如果是则将操作码发送至对应类型的业务帧适配模块；
所述业务帧适配模块进一步用于，
解析操作码，根据操作码解析结果将对应类型的专用业务帧写入乒乓存储控制模块。
实施例五
本发明的乒乓存储控制模块进一步用于在接收专用业务帧之后，
在两个时隙片段对应的缓存中，交替写入两个时隙片段的专用业务帧，并按照写入顺序以不间断读出专用业务帧的方式的产生巨帧发送至接口模块；
其中，每个时隙片段填充至少一个专用业务帧，不同时隙片段填充的专用业务帧类型不同；时隙片段是指将巨帧的净荷填充字段按时隙进行分割并编号，时隙长度根据交换网络的需求决定。
所述接口模块进一步用于，将所述巨帧通过与专用交换设备之间的接口发送。
实施例六
本发明的所述调度管理模块，进一步用于在接口模块接收到巨帧之后，
向所述帧结构查找模块发送巨帧中每个时隙片段序号，以在帧结构表中确定时隙片段填充的专用业务帧类型，以将时隙片段的专用业务帧发送至对应的业务帧适配模块。
本发明的实际效果可通过测试实验进一步说明：
一、实验所需设备：
TestCenter测试仪：用于模拟以太网设备，产生帧并通过网口发送出去，同时通过网口接收以太网帧并与发送出去的以太网帧进行对比检验；
交换机：用于模拟能实现巨帧内时隙交换的专用交换网络。
实验测试系统：将本发明的地检装置连接在以太网设备和专用交换机之间，其中以太网设备通过网线与本装置相连，专用交换机通过LVDS接口与本装置相连；
二、利用上述实验测试系统进行实验的过程与结果：
第一步，在TestCenter中按照图3的以太网帧格式，配置出以太网帧，并通过网口将其发送到本发明的地检装置上；本发明的地检装置在接收到TestCenter发送过来的以太网帧后，通过本发明方法将其转换成交换机内部使用的巨帧，并将该专用巨帧通过LVDS接口发送到该专用交换机端口上；
第二步，本发明的地检装置通过LVDS接口接收交换机发送过来的交换网络内部使用的专用巨帧，并将其拆分转换成标准以太网帧，通过网线将该以太网帧发送回TestCenter，TestCenter接收以太网帧后进行统计和检验，结果如表1。
表1 TestCenter对发送和接收到的以太网帧统计结果
帧类型 发送以太网帧数量 接收以太网帧数量 错误帧数量
类型1 1000 1000 0
类型2 1000 1000 0
类型3 1000 1000 0
类型4 1000 1000 0
从表1可见，本装置可以将TestCenter设备发送的以太网数据帧转换成专用帧后发送给交换机，并将交换机输出的专用帧转换成以太网帧后发送回TestCenter，TestCenter通过对比本装置发送回的以太网帧与TestCenter发送出的以太网帧，未出现丢帧和错帧的情况，该结果可以表明交换机交换功能正常，本发明的地检装置及方法有效。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于FPGA实现巨帧生成与检测的地检装置，其特征在于，所述地检装置通过FPGA实现，所述地检装置包括：
以太帧收发模块，用于接收以太网帧传输至业务帧适配模块；
业务帧适配模块，用于存储以太网帧，对所述以太网帧按照自身适配的协议转换成填充巨帧净荷字段的专用业务帧；
调度管理模块，用于通过帧结构查找模块确定所述专用业务帧对应类型的业务帧适配模块，以使该业务帧适配模块将所述专用业务帧传输至乒乓控制存储模块；
乒乓控制存储模块，用于将所述专用业务帧交替写入时隙片段对应的缓存中，并按照写入的顺序不间断读出专用业务帧以产生巨帧从接口模块传输出去；
所述接口模块，用于接收专用交换设备传输的巨帧；
所述乒乓控制存储模块，用于将所述巨帧中每个时隙片段的专用业务帧交替写入时隙片段对应的缓存中；
所述调度管理模块，用于确定每个时隙片段填充的专用业务帧对应的业务帧适配模块，以将时隙片段对应的专用业务帧发送至该业务帧适配模块；
业务帧适配模块，用于将专用业务帧按照自身适配的协议转换成标准的以太网帧通过以太网收发模块发送给以太网设备。
2.根据权利要求1所述的地检装置，其特征在于，所述业务帧适配模块，进一步用于，在存储与以太网帧之后，
将所述以太网帧进行帧信息提取，得到源mac和以太网帧长度；
根据源mac查找帧类型映射表，确定专用业务帧的帧类型；
根据以太网帧长度，计算专用业务帧的帧长和帧长CRC校验值；
按照自身协议的帧格式将以太网帧作为载荷，将载荷与专用业务帧的帧长、帧长CRC校验值、帧类型以及巨帧的CRC填入专用业务帧的对应字段，以生成专用业务帧；
将生成的专用业务帧进行存储。
3.根据权利要求1所述的地检装置，其特征在于，所述调度管理模块进一步用于在业务帧适配模块转换专用业务帧之后，
向所述帧结构查找模块发送当前时刻查找地址；
其中，所述帧结构查找模块中存储帧结构表，所述帧结构表记载在巨帧结构中各时隙片段填充的专用业务帧类型；
所述帧结构查找模块，用于按照当时时刻的查找地址查找存储的帧结构表，得到该查找地址对应的时隙片段填充的专用业务帧类型和时隙片段的长度；
调度管理模块，根据查找到的专用业务帧类型确定巨帧结构生成操作码，以控制对应类型的业务帧适配模块将自身产生的专用业务帧发送至乒乓控制存储模块。
4.根据权利要求3所述的地检装置，其特征在于，
所述调度管理模块进一步用于在业务帧适配模块转换专用业务帧之后，
确定当前待生成专用业务帧在巨帧结构中的时隙片段序号；
将所述时隙片段序号作为查找地址发送至帧结构查找模块；
所述帧结构查找模块进一步用于，
根据当前时刻巨帧结构内部所需的专用业务帧序号查找帧结构表，得到该巨帧结构中时隙片段序号对应位置需填充的专用业务帧类型；
调度管理模块，用于根据专用业务帧类型生成相应的操作码；
判断乒乓控制存储模块是否处于空闲时间，如果是则将操作码发送至对应类型的业务帧适配模块；
所述业务帧适配模块进一步用于，
解析操作码，根据操作码解析结果将对应类型的专用业务帧写入乒乓控制存储模块。
5.根据权利要求1所述的地检装置，其特征在于，
所述乒乓控制存储模块进一步用于在接收专用业务帧之后，
在两个时隙片段对应的缓存中，交替写入两个时隙片段的专用业务帧，并按照写入顺序以不间断读出专用业务帧的方式的产生巨帧发送至接口模块；
其中，每个时隙片段填充至少一个专用业务帧，不同时隙片段填充的专用业务帧类型不同；
所述接口模块进一步用于，将所述巨帧通过与专用交换设备之间的接口发送。
6.根据权利要求1所述的地检装置，其特征在于，乒乓控制存储模块，进一步用于在产生专用业务帧的过程中，
对调度管理模块进行反压，控制专用业务帧的产生速率，在保证不间断产生专用业务帧的前提下，减少产生巨帧所需专用业务帧的积压，从而减小缓存开销。
7.根据权利要求书1-6任一项所述的地检装置，其特征在于，所述巨帧结构包括巨帧帧头、帧序号、发送设备编号、每个时隙片段填充的专用业务帧、帧尾以及巨帧CRC。
8.根据权利要求1所述的地检装置，其特征在于，所述调度管理模块，进一步用于在接口模块接收到巨帧之后，
向所述帧结构查找模块发送巨帧中每个时隙片段序号，以在帧结构表中确定时隙片段填充的专用业务帧类型，以将时隙片段的专用业务帧发送至对应的业务帧适配模块。
9.根据权利要求书4所述的地检装置，其特征在于，
所述专用业务帧的帧长表示为：
x＝y+8；
所述以太网帧长表示为：
y＝x-8；
其中，x是专用业务帧帧长，y是以太网帧帧长；
计算专用业务帧的帧长CRC校验值包括：通过CRC-16码的生成多项式计算专用业务帧的帧长CRC校验值；
所述CRC-16的生成多项式为：g(x)＝x16+x15+x2+1；
巨帧的CRC通过CRC-32码的生成多项式g(x)计算得到；
CRC-32的生成多项式为：g(x)＝x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1。
10.根据权利要求书4所述的地检装置，其特征在于，
所述操作码是指示生成专用业务帧类型的编码，其中专用业务帧类型由交换网络的功能需求决定；操作码为比特码表形式，每一位分别对应一种专用业务帧类型，如果比特码位为高表示当前时隙片段需要填充该类型的专用业务帧；
专用业务帧的帧长CRC校验值用于对专用业务帧的字段进行校验，如果当前字段若通过帧长CRC校验，则表示当前字段为该专用业务帧的起始字段通过提取当前字段的帧长内容可定位专用业务帧的起始位置。
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