CN117792564A - 一种数据处理方法、装置电子设备及可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种数据处理方法、装置电子设备及可读存储介质。该数据处理方法包括：对数据流中第一数据包进行预处理生成数据队列，在所述数据队列中存在预定帧的情况下，所述预定帧位于预定位置；在数据流中第一数据包的预定位置插入至少一个间隙；在所述至少一个间隙插入开销数据以生成第一格式帧；将所述第一格式帧进行加扰和映射处理。
Description
技术领域
本申请属于数据处理技术领域，具体涉及一种数据处理方法、装置电子设备及可读存储介质。
背景技术
随着5G技术的逐渐发展，其大带宽、低时延和海量连接等优势深受人们喜爱，与此同时，功耗较大带来的高额成本也成为制约5G技术发展和普及的一大瓶颈。
GFP(Generic Framing Procedure，通用成帧规程)作为一种链路层标准，可以灵活的将客户业务进行封装，使其在OTN(optical transport network，光传送网)网络上传送。相关GFP技术在实现客户信息的流控处理、GFP帧的开销位置调节、GFP帧到OTN网络的速率适配时都需要数据的缓存，这些数据的缓冲增加了系统功耗和数据的延时。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种数据处理方法、装置电子设备及可读存储介质，能够降低系统功耗和数据的延时。
第一方面，本申请实施例提供了一种数据处理方法，包括：对数据流中第一数据包进行预处理生成数据队列，在所述数据队列中存在预定帧的情况下，所述预定帧位于预定位置；在数据流中第一数据包的预定位置插入至少一个间隙；在所述至少一个间隙插入开销数据以生成第一格式帧；将所述第一格式帧进行加扰和映射处理。
第二方面，本申请实施例提供了一种数据处理装置，包括：预处理单元，用于对数据流中第一数据包进行预处理生成数据队列，在所述数据队列中存在预定帧的情况下，所述预定帧位于预定位置；间隙插入单元，用于在数据流中第一数据包的预定位置插入至少一个间隙；开销数据插入单元，用于在所述至少一个间隙插入开销数据以生成第一格式帧；映射单元，用于将所述第一格式帧进行加扰和映射处理。
第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。
第四方面，本申请实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。
在本申请实施例中，通过对数据流中第一数据包进行预处理生成数据队列，在所述数据队列中存在预定帧的情况下，所述预定帧位于预定位置；在数据流中第一数据包的预定位置插入至少一个间隙；在所述至少一个间隙插入开销数据以生成第一格式帧；将所述第一格式帧进行加扰和映射处理，能够降低系统功耗和数据的延时。
附图说明
图1是本申请实施例提供的数据处理方法的一种流程示意图；
图2是执行本申请实施例的提供的数据处理方法的电子设备的结构示意图；
图3是本申请实施例的一个比较例的流程示意图；
图4是本申请实施例提供的数据处理方法的另一种流程示意图；
图5是本申请实施例提供的数据处理装置的一种结构示意图；
图6是本申请实施例提供的电子设备的一种结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的数据处理方法进行详细地说明。
图1是本申请实施例提供的数据处理方法的一种流程示意图，图2是执行本申请实施例的提供的数据处理方法的电子设备的结构示意图。如图所示，执行本申请实施例的提供的数据处理方法的电子设备包括：流控单元、调整间隙单元、GFP封装单元和映射单元。该方法包括以下步骤：
S102：对数据流中第一数据包进行预处理生成数据队列。
经过预处理，在所述数据队列FIFO(First In First Out，先入先出)中存在预定帧的情况下，所述预定帧位于预定位置。可选的，该预定帧可以为空闲帧(idle)，预定位置可以为包头或包尾，即通过预处理，将第一数据包中的空闲帧设置在数据队列的包头或包尾。本步骤可以通过流控单元执行。
在一种实现方式中，可以将所述数据流中第一数据包的包头位置和包尾位置之间的无效字节移除。在所述第一数据包的长度满足预定长度条件的情况下，通过所述第一数据包生成数据队列。其中，预定长度条件可以为数据拼接满一拍。在所述第一数据包的长度不满足预定长度条件的情况下，在所述第一数据包的包尾之后拼接所述预定帧，并通过拼接后的第一数据包生成所述数据队列。例如，第一数据包的长度不满一拍，或者在等待预定配置时间后不满一拍的情况下，可以在所述第一数据包的包尾之后拼接空闲帧，并通过拼接后的第一数据包生成所述数据队列。
在一种实现方式中，可以在所述第一数据包的包尾之后拼接预定帧之前，将所述第一数据包的包长写入所述数据队列。
在一种实现方式中，在所述第一数据包的包尾之后未拼接整数个预定帧的情况下，可以将所述整数个预定帧中的剩余部分暂存；将所述剩余部分与第二数据包的包头拼接。
类似地，在另一种实现方式中，在所述第二数据包的包头未拼接整数个所述剩余部分的情况下，将所述剩余部分的指示信号与所述第二数据包的包头对齐输出，所述指示信号用于指示所述预定帧剩余字节数。例如，将idle剩余字节数(0，1，2，3)作为一个指示信号，与包头对齐输出。调整间隙单元收到数据后，可以根据所述指示信号，确定插入所述第一数据包的间隙的个数。
S104：在数据流中第一数据包的预定位置插入至少一个间隙。
通过调整间隙单元，可以在包头包尾处对数据流进行扩充，预留出GFP帧的开销位置，如果包头对应的idle字节指示不为0，则同时扩充出补齐剩余idle的位置。
S106：在所述至少一个间隙插入开销数据以生成第一格式帧。
通过GFP封装单元，根据流控单元计算得到的包长确定净荷长度，再进行循环冗余校验(Cyclic redundancy check，CRC)16计算，组成核心头，根据PFI，净荷帧校验序列(Frame Check Sequence，FCS)指示符，用户数据类型等确定净荷类型，进行CRC16计算，组成净荷头，PFI使能有效还要对GFP净荷信息进行CRC32计算得出FCS，然后将开销数据，例如核心头和净荷头等依次插入包头之前的空隙位置，将FCS插入包尾之后的空隙位置，形成GFP-F帧。
S108：将所述第一格式帧进行加扰和映射处理。
调速处理后经加扰送给映射单元映射成光通道数据单元(Optical channel DataUnit，ODU)帧。映射单元通过自振产生oduk的速率，并以此速率向前级(调速单元)请求数据，并按照ODU帧格式进行组装。k是ODU的级别。K可以取值1、2和3。
在此，为清楚地说明本申请实施例的有益效果，提出以下比较例，如图3所示，该比较例的数据处理装置包括：流控单元、调整间隙单元、GFP封装单元、GFP调速单元和映射单元。
流控单元，首先对客户业务进行简单处理：删除整拍IPG(包间隙)，计算包长等。处理后的数据包写入FIFO。当客户业务速率(相比OTN业务速率)偏大，或者需要实现限速功能时，FIFO水线就可能达到预设的门限，这时就要发送一个流控信号给客户业务设备，使其停发数据。
调整间隙单元，从流控单元取出数据，将数据删去两包之间的无效字节后进行拼接拼满一拍写入FIFO，若因限速或被反压出现短暂断流时，最后输出的一包，在拼接后有很大可能不足一拍数据，此时需强制将流控单元输出的“最后一包”的包尾数据写入FIFO。从FIFO读出后在包头包尾处对数据流进行扩充，预留出GFP帧的开销位置。扩充过程中对来不及输出的数据进行暂存，和下一拍数据拼接输出；暂存数据超过预设值时，反压调间隙FIFO，如果调间隙FIFO到达高水位线，则反压流控单元的FIFO。为保证数据流中GFP-F帧序列的连续性，若读取FIFO时发现“最后一包”，需将包尾后的无效数据替换为idle(空闲帧)。
GFP封装单元的操作与本申请实施例类似，根据流控单元计算得到的包长确定净荷长度，再进行CRC16计算，组成核心头，根据PFI(净荷FCS指示符)，客户数据类型等确定净荷类型，同样进行CRC16计算，组成净荷头，PFI使能有效还要对GFP净荷信息进行CRC32计算得出FCS(帧校验序列)，然后将这核心头，净荷头依次插入包头之前的空隙位置，将FCS插入包尾之后的空隙位置，形成GFP-F帧。
GFP封装后的数据送到GFP调速单元中,首先将数据缓存到FIFO中，因为客户业务要映射为ODU(光通路数据单元)帧，所以映射单元会以一种相对恒定的速率来读取调速单元的数据，所以此处需要一个缓存来吸纳客户业务的抖动(否则就会丢失数据)。调速处理时，根据配置可以每隔N个GFP帧插入一拍idle帧，以实现调节速率的目的。如果接受到告警，通过反压调速FIFO将管理帧插入数据流。
调速处理后经加扰送给映射单元映射成ODU帧。映射单元通过自振产生oduk的速率，并以此速率向前级(调速单元)请求数据，并按照ODU帧格式进行组装。
与该比较例相比，本申请实施例提供的数据处理方法将32深度的fifo变更为一个缓存两拍数据的寄存器，大大减小了硬件资源。GFP成帧处理减少了缓存使用个数以及整体缓存深度，使用更少的硬件资源实现了低功耗、低延时的数据传输。
本申请实施例通过步骤S102将数据包，例如媒体接入控制(Medium AccessControl，MAC)包的间隙删除前移，封装成GFPF帧前的间隙，数据缓存通过寄存器与反压操作实现，节约了图3调整间隙单元的缓存FIFO。
本申请实施例可应用于光传送网(optical transport network)成帧器(FRAMER)中、OTN承载网处理芯片中，本申请实施例可支持长距离光传输系统，用于OTN产品线的光传输设备，包括骨干、城域、汇聚接入和数据中心。
图4是本申请实施例提供的数据处理方法的一种流程示意图，如图所示，该方法包括以下步骤：
S202：对数据流中第一数据包进行预处理生成数据队列。
S204：在寄存器中数据流的大小大于等于预定值的情况下，对所述数据流的输出进行限流处理。
在寄存器中数据流的大小大于等于预定值的情况下，通过流控单元将限速配置的令牌速率设置为大于用户业务速率，例如，大于客户业务速率数百万分之一。将第N+1个所述数据包阻拦在FIFO中；在第N个所述数据包之后发送至少一个预定帧，例如一定数量的空闲帧(idle)，直接反压流控FIFO。N为正整数且大于或等于1。在无突发状态下，流控FIFO的读取不受令牌桶限制。与比较例相比，当用户业务处于正常范围时，数据流中不再填充idle帧，提高了带宽的利用率，实现了速率的自适应调整。本实施例去除了调速时用到的fifo，将一个32深度的fifo变更为一个缓存两拍数据的寄存器，大大减小了硬件资源，还能实现更优异的带宽调整效果。
对比图2，3可发现，本申请实施例没有调速单元，将映射单元的读取请求反馈到间隙调整单元，当映射请求速率恒定，而客户速率较大时，调整间隙单元(寄存器超过门限)会反压流控FIFO，以此吸收抖动。
本申请实施例将映射单元的读取请求前移，利用流控单元的FIFO吸收抖动；通过流控单元的令牌桶配置实现速率调节，节约了调速单元的缓存FIFO。去除调整间隙fifo和调速fifo，而流控fifo规格依然保持不变，因此本发明实施例节约了硬件缓存以及缓存内部的存储器自建内测试资源，减少了数据进出fifo消耗的时间，在节约硬件资源的同时降低功耗，减小传输延时。
S206：在数据流中第一数据包的预定位置插入至少一个间隙。
S208：在所述至少一个间隙插入开销数据以生成第一格式帧。
S210：将所述第一格式帧进行加扰和映射处理。
本实施例的步骤S202、S206-S210均可采用图1实施例相关步骤的说明，在此不再赘述。
图5示出本申请实施例提供的数据处理装置的结构示意图，该装置500包括：预处理单元510、间隙插入单元520、开销数据插入单元530和映射单元540。
预处理单元510用于对数据流中第一数据包进行预处理生成数据队列，在所述数据队列中存在预定帧的情况下，所述预定帧位于预定位置；间隙插入单元520用于在数据流中第一数据包的预定位置插入至少一个间隙；开销数据插入单元530用于在所述至少一个间隙插入开销数据以生成第一格式帧；映射单元540用于将所述第一格式帧进行加扰和映射处理。
在一种可能的实现方式中，预处理单元510将所述数据流中第一数据包的包头位置和包尾位置之间的无效字节移除；在所述第一数据包的长度满足预定长度条件的情况下，通过所述第一数据包生成数据队列；在所述第一数据包的长度不满足预定长度条件的情况下，在所述第一数据包的包尾之后拼接所述预定帧，并通过拼接后的第一数据包生成所述数据队列。
在一种可能的实现方式中，预处理单元510将所述第一数据包的包长写入所述数据队列。
在一种可能的实现方式中，预处理单元510在所述第一数据包的包尾之后未拼接整数个预定帧的情况下，将所述整数个预定帧中的剩余部分暂存；将所述剩余部分与第二数据包的包头拼接。
在一种可能的实现方式中，预处理单元510在所述第二数据包的包头未拼接整数个所述剩余部分的情况下，将所述剩余部分的指示信号与所述第二数据包的包头对齐输出，所述指示信号用于指示所述预定帧剩余字节数。
在一种可能的实现方式中，预处理单元510根据所述指示信号，确定插入所述第一数据包的间隙的个数。
在一种可能的实现方式中，预处理单元510在寄存器中数据流的大小大于等于预定值的情况下，对所述数据流的输出进行限流处理。
在一种可能的实现方式中，预处理单元510将限速配置的令牌速率设置为大于用户业务速率；将第N+1个所述数据包阻拦在FIFO中；在第N个所述数据包之后发送至少一个预定帧。
在一种可能的实现方式中，所述预定位置包括包头或包尾位置，和/或所述预定帧为空闲帧。
本申请实施例提供的该装置500，可执行前文方法实施例中所述的各方法，并实现前文方法实施例中所述的各方法的功能和有益效果，在此不再赘述。
图6示出执行本申请实施例提供的数据处理的电子设备的硬件结构示意图，参考该图，在硬件层面，电子设备包括处理器，可选地，包括内部总线、网络接口、存储器。其中，存储器可能包含内存，例如高速随机存取存储器(Random-Access Memory，RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少1个磁盘存储器等。当然，该电子设备还可能包括其他业务所需要的硬件。
处理器、网络接口和存储器可以通过内部总线相互连接，该内部总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，ISA)总线、外设部件互连标准(Peripheral Component Interconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(ExtendedIndustry Standard Architecture，EISA)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，该图中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
存储器，用于存放程序。具体地，程序可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。存储器可以包括内存和非易失性存储器，并向处理器提供指令和数据。
处理器从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行，在逻辑层面上形成定位目标用户的装置。处理器，执行存储器所存放的程序，并具体用于执行：图1和/或图4实施例所述的数据处理方法。
上述如本申请：图1和/或图4实施例所述的数据处理方法。所示实施例揭示的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
该电子设备还可执行前文方法实施例中所述的各方法，并实现前文方法实施例中所述的各方法的功能和有益效果，在此不再赘述。
当然，除了软件实现方式之外，本申请的电子设备并不排除其他实现方式，比如逻辑器件抑或软硬件结合的方式等等，也就是说以下处理流程的执行主体并不限定于各个逻辑单元，也可以是硬件或逻辑器件。
本申请实施例还提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被包括多个应用程序的电子设备执行时，使得所述电子设备执行以下操作：图1和/或图4实施例所述的数据处理方法。
其中，所述的计算机可读存储介质包括只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等。
进一步地，本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，实现以下流程：图1和/或图4实施例所述的数据处理方法。
总之，以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用于限定本申请的保护范围。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
Claims (12)
1.一种数据处理方法，其特征在于，包括：
对数据流中第一数据包进行预处理生成数据队列，在所述数据队列中存在预定帧的情况下，所述预定帧位于预定位置；
在数据流中第一数据包的预定位置插入至少一个间隙；
在所述至少一个间隙插入开销数据以生成第一格式帧；
将所述第一格式帧进行加扰和映射处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对数据流中第一数据包进行预处理，包括：
将所述数据流中第一数据包的包头位置和包尾位置之间的无效字节移除；
在所述第一数据包的长度满足预定长度条件的情况下，通过所述第一数据包生成数据队列；
在所述第一数据包的长度不满足预定长度条件的情况下，在所述第一数据包的包尾之后拼接所述预定帧，并通过拼接后的第一数据包生成所述数据队列。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述第一数据包的包尾之后拼接预定帧之前，所述方法还包括：
将所述第一数据包的包长写入所述数据队列。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一数据包的包尾之后拼接预定帧，包括：
在所述第一数据包的包尾之后未拼接整数个预定帧的情况下，将所述整数个预定帧中的剩余部分暂存；
将所述剩余部分与第二数据包的包头拼接。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述剩余部分与第二数据包的包头拼接，包括：
在所述第二数据包的包头未拼接整数个所述剩余部分的情况下，将所述剩余部分的指示信号与所述第二数据包的包头对齐输出，所述指示信号用于指示所述预定帧剩余字节数。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述在数据流中第一数据包的预定位置插入至少一个间隙，包括：
根据所述指示信号，确定插入所述第一数据包的间隙的个数。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在寄存器中数据流的大小大于等于预定值的情况下，对所述数据流的输出进行限流处理。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述对所述数据流的输出进行限流处理，包括：
将限速配置的令牌速率设置为大于用户业务速率；
将第N+1个所述数据包阻拦在FIFO中；
在第N个所述数据包之后发送至少一个预定帧。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定位置包括包头或包尾位置，和/或所述预定帧为空闲帧。
10.一种数据处理装置，其特征在于，包括：
预处理单元，用于对数据流中第一数据包进行预处理生成数据队列，在所述数据队列中存在预定帧的情况下，所述预定帧位于预定位置；
间隙插入单元，用于在数据流中第一数据包的预定位置插入至少一个间隙；
开销数据插入单元，用于在所述至少一个间隙插入开销数据以生成第一格式帧；
映射单元，用于将所述第一格式帧进行加扰和映射处理。
11.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如权利要求1-9任一项所述的数据处理方法的步骤。
12.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求1-9任一项所述的数据处理方法的步骤。
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