CN117834399A - 一种基于数据包生成单元的媒体访问控制模块验证方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于数据包生成单元的媒体访问控制模块验证方法及装置，包括：基于软件生成数据包配置信息，并存入配置寄存器；基于软件生成数据包内容，并存入数据寄存器；数据包生成单元从配置寄存器获取配置信息，从数据寄存器中获取数据包内容，生成特定数据包，并将特定数据包传输至媒体访问控制模块进行处理；数据包对比单元将数据包生成单元输出的特定数据包与媒体访问控制模块返回的数据包进行对比，生成对比结果，并将对比结果存储至配置寄存器和数据寄存器，以供故障排查与分析。本发明提供的方法验证调试简单且灵活性高，能够准确定位故障位置，效率高。
Description
技术领域
本发明涉及芯片验证技术领域，尤其涉及一种基于数据包生成单元的媒体访问控制模块验证方法及装置。
背景技术
在现有技术中，高级可扩展流式接口(Advanced eXtensible Interface 4-Stream，AXI4-Stream)作为一种标准协议接口，是AXI4接口的一种子类型，适用于高速大数据应用，主要用于芯片内部的数据流传输。与内存数据传输相关协议不同，它没有与数据流相关的地址，而是通过握手协议确认传输数据成功的非存储映射接口。具体的，AXI4-Stream接口包括三个信号，分别为TVALID、TREADY和TDATA。其中，TVALID表示有效数据可用，TREADY表示接收方已经准备好接收数据，而TDATA则是传输的数据本身。在数据传输时，发送方会不断地发出TVALID信号表示有新的数据可用，接收方会通过TREADY信号来确认自己已经准备好接收数据，同时也可以通过TVALID信号告知发送方是否成功接收了数据。如果TVALID和TREADY信号同时有效，则代表数据已经成功传输。
虽然AXI4-Stream接口可以保证高速大数据传输的正确性，但在芯片调试和验证过程中，特别是在数据链路问题或在受限的外部测试条件下，很难准确定位是哪个模块出现问题，或是验证某个模块是否正常，这给调试和验证工作带来了挑战。
在这一背景下，在进行媒体访问控制(MediaAccess Control，MAC)模块的验证调试时，发现该模块作为整个系统的出口，无论是模块级还是系统级，都需要验证其自身运行是否正常，同样凸显了现有技术在验证和调试过程中的不足之处。其中，媒体访问控制MAC是计算机网络中的一个重要概念，用于控制和管理数据链路层上的访问权限和通信流程。
发明内容
鉴于此，本发明实施例提供了一种基于数据包生成单元的媒体访问控制模块验证方法及装置，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷，解决现有技术在数据链路问题方面，或在受限的外部测试条件下，存在故障定位困难以及验证困难的问题。
一方面，本发明提供了一种基于数据包生成单元的媒体访问控制模块验证方法，所述方法包括以下步骤：
基于软件生成数据包配置信息，并存入配置寄存器；基于软件生成数据包内容，并存入数据寄存器；
数据包生成单元从所述配置寄存器获取配置信息，从所述数据寄存器获取数据包内容，生成特定数据包，并将所述特定数据包传输至媒体访问控制模块进行处理；
所述数据包对比单元将所述数据包生成单元输出的特定数据包与所述媒体访问控制模块返回的数据包进行对比，生成对比结果，并将所述对比结果存储至所述配置寄存器和所述数据寄存器。
在本发明的一些实施例中，基于软件生成数据包配置信息，并存入配置寄存器，还包括：
基于仿真验证环境并根据需求模拟生成所述配置信息，并将所述配置信息下载至所述数据寄存器；所述配置信息至少包括数据包长度、数据包间隔长度和数据包数量。
在本发明的一些实施例中，所述基于数据包生成单元的媒体访问控制模块验证方法还包括：
所述数据包生成单元与所述媒体访问控制模块基于握手协议进行数据传输。
在本发明的一些实施例中，所述基于数据包生成单元的媒体访问控制模块验证方法还包括：
所述数据包生成单元发送所述特定数据包，进入所述媒体访问控制模块的接收数据通道；所述特定数据包通过光纤环回从所述媒体访问控制模块的发送数据通道传输至所述数据包对比单元。
在本发明的一些实施例中，基于软件生成数据包内容，并存入数据寄存器，还包括：
所述数据包内容采用自定义数据形式，包括但不限于常数、在传输过程中递增和在传输过程中递减。
在本发明的一些实施例中，将所述对比结果存储至所述配置寄存器和所述数据寄存器之后，还包括：
根据所述对比结果进行故障排查和分析，确定所述媒体访问控制模块的故障位置；所述对比结果包括接收的数据包数量、字节数和错误的数据包。
另一方面，本发明还提供一种基于数据包生成单元的媒体访问控制模块验证装置，所述装置包括：
配置寄存器，用于存储基于软件生成的数据包配置信息，以及经由数据包对比单元生成的对比结果；
数据寄存器，用于存储基于软件生成的数据包内容，以及经由所述数据包对比单元生成的对比结果；
数据包生成单元，用于基于所述配置寄存器的配置信息、所述数据寄存器的数据包内容生成特定数据包；
数据包对比单元，用于将所述数据包生成单元输出的特定数据包与媒体访问控制模块返回的数据包进行对比，生成对比结果。
在本发明的一些实施例中，所述数据包生成单元与所述媒体访问控制模块采用高级可扩展流式接口进行数据传输。
在本发明的一些实施例中，所述装置通过高级外设总线访问所述配置寄存器和所述数据寄存器。
另一方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上文中提及的任意一项所述方法的步骤。
本发明的有益效果至少是：
本发明提供一种基于数据包生成单元的媒体访问控制模块验证方法及装置，包括：基于软件生成数据包配置信息，并存入配置寄存器；基于软件生成数据包内容，并存入数据寄存器；数据包生成单元从配置寄存器获取配置信息，从数据寄存器获取数据包内容，生成特定数据包，并将特定数据包传输至媒体访问控制模块进行处理；数据包对比单元将数据包生成单元输出的特定数据包与媒体访问控制模块返回的数据包进行对比，生成对比结果，并将对比结果存储至配置寄存器和数据寄存器，以供故障排查与分析。本发明提供的验证方法基于软件可编程地生成数据包的配置信息和内容，使得数据生成单元能够生成各种长度的数据包，用于媒体访问控制模块的验证，能够达到媒体访问控制高性能和数据灵活性的双重要求，验证调试过程简单、精度高、效率高、灵活性高，根据对比结果能够准确定位故障位置，分析故障类型；同时，数据包生成单元与媒体访问控制模块采用AXI4-Stream接口进行数据传输，保证高速大数据传输的正确性。
本发明的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。本发明的目的和其它优点可以通过在说明书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。
本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：
图1为本发明一实施例中基于数据包生成单元的媒体访问控制模块验证方法的步骤示意图。
图2为本发明一实施例中数据生成单元的结构示意图。
图3为本发明一实施例中基于数据包生成单元的媒体访问控制模块验证装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。
在此，还需要说明的是，如果没有特殊说明，术语“连接”在本文不仅可以指直接连接，也可以表示存在中间物的间接连接。
在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。
这里需要强调的是，在下文中提及的各步骤标记并不是对各步骤先后顺序的限定，而应当理解为可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。
为了解决现有技术在数据链路问题方面，或在受限的外部测试条件下，存在故障定位困难以及验证困难的问题，本发明提出了一种基于数据包生成单元的媒体访问控制模块验证方法，如图1所示，该方法包括以下步骤S101～S103：
步骤S101：基于软件生成数据包配置信息，并存入配置寄存器；基于软件生成数据包内容，并存入数据寄存器。
步骤S102：数据包生成单元从配置寄存器获取配置信息，从数据寄存器中获取数据包内容，生成特定数据包，并将特定数据包传输至媒体访问控制模块进行处理。
步骤S103：数据包对比单元将数据包生成单元输出的特定数据包与媒体访问控制模块返回的数据包进行对比，生成对比结果，并将对比结果存储至配置寄存器和数据寄存器。
在步骤S101中，数据包的配置信息存储在配置寄存器中，数据包内容存储在数据寄存器中，可通过软件进行配置和下载。
在一些实施例中，首先基于仿真验证环境并根据需求模拟生成配置信息，配置信息由仿真验证环境对数据样本进行模拟，充分验证无误后，再下载至数据寄存器。其中，配置信息至少包括数据包长度、数据包间隔长度和数据包数量。
在仿真验证环境中，通过仿真验证环境，可以验证配置信息是否满足应用场景的要求，并进行必要的调整和优化。在模拟过程中，可以使用各种仿真工具和技术，例如网络仿真软件、虚拟化环境、模型验证等，来模拟真实的数据传输和交互情况。
在步骤S102中，如图2所示，为数据生成单元(Packet Generated Unit，PGU)的结构图。配置寄存器向数据生成单元提供配置信息，如数据包长度和数据包间隔长度等信息，数据寄存器向数据生成单元提供数据包内容(有效载荷)，基于配置信息和数据包内容，数据生成单元可以生成特定数据包。
考虑到媒体访问控制(MediaAccess Control，MAC)处理的数据包大小范围从64字节到9600字节(甚至更大)，因此，数据生成单元不仅需要支持固定长度数据包，还必须要支持更为复杂的是数据包长度变化。
在本发明中，由于数据包长度不确定，可能很短，有可能很长，因此增加随机数逻辑，以随机数据包长度和数据包间隔长度。在配置寄存器和数据寄存器的构建基础上，数据生成单元能够支持各种长度的数据包以及各种带宽(调整数据包间的间隔长度)。
在一些实施例中，数据包长度和数据包间隔长度可进行自定义，如递增、递减、定长或随机。
在一些实施例中，同样的，数据包内容可进行自定义，数据包内容可以是常数、递增、递减等，特定字段可进行单独定义。其中，递增和递减是指在数据传输过程中，按照一定规律对数据包内容(payload数据)进行递增或递减操作。这种方式通常用于测试和调试过程中的数据生成和验证，也可以用于某些特定场景下数据的生成和处理。示例性的，采用16/32字节循环递增。
基于以上数据包长度、数据包间隔长度和数据包内容的自定义配置，可以最大限度地满足数据包内容的复杂性，以及数据带宽的随机性。
在一些实施例中，数据包生成单元与媒体访问控制模块采用AXI4-Stream接口进行数据传输，即数据包生成单元与媒体访问控制模块基于握手协议进行数据传输。数据包生成单元生成各种长度和带宽的数据包，通过AXI4-Stream接口，将生成的数据包以流式的方式传输给媒体访问控制模块，不需要使用独立的地址和控制信号，以提供高带宽、低延迟的数据传输。
在步骤S103中，数据包对比单元(Packet Compare Unit，PCU)将数据包生成单元输出的特定数据包与媒体访问控制模块返回的数据包进行对比，生成对比结果。
在一些实施例中，数据包生成单元发送特定数据包，进入媒体访问控制模块的接收(MAC Rx)数据通道；特定数据包通过光纤环回从媒体访问控制模块的发送(MAC Tx)数据通道传输至数据包对比单元。
其中，光纤环回(Fiber Loopback)是一种网络测试和故障排除技术，用于验证光纤链路的工作状态和性能。在光纤环回中，一端的发送器将数据信号发送到光纤链路上，然后该信号经过光纤传输到另一端的接收器。接收器会接收到这个信号，并将其直接发送回发送器端。这样，整个信号的传输路径形成了一个闭环，从而完成了光纤链路的环回测试。通过光纤环回测试，可以验证光纤链路的连通性、传输质量和性能参数，例如信号强度、传输速率和误码率等。
在一些实施例中，媒体访问控制模块通常负责处理数据链路层的功能，包括数据包的组装、解析、地址识别、错误检测和纠正等。当特定数据包首先到达媒体访问控制模块时，媒体访问控制模块会对其进行相应的处理，将处理后的数据包发送给数据包对比单元进行进一步的对比和验证。
在一些实施例中，对比结果至少包括接收的数据包数量、字节数和错误的数据包。
在一些实施例中，将对比结果存储至配置寄存器和数据寄存器之后，可以根据对比结果进行具体的故障排查和分析，以确定媒体访问控制模块的故障位置、故障类型等。
对基于数据包生成单元的媒体访问控制模块验证方法对应的，本发明还提供一种基于数据包生成单元的媒体访问控制模块验证装置，如图3所示，该装置包括配置寄存器、数据寄存器、数据包生成单元(PGU)、数据包对比单元(PCU)，以及进行验证的媒体访问控制(MAC)模块，具体的：
配置寄存器，用于存储基于软件生成的数据包配置信息，以及经由数据包对比单元生成的对比结果。
数据寄存器，用于存储基于软件生成的数据包内容，以及经由数据包对比单元生成的对比结果。
数据包生成单元，用于基于配置寄存器的配置信息、数据寄存器的数据包内容生成特定数据包。
数据包对比单元，用于将数据包生成单元输出的特定数据包与媒体访问控制模块返回的数据包进行对比，生成对比结果。
在一些实施例中，数据包生成单元与媒体访问控制模块采用高级可扩展流式(AXI4-Stream)接口进行数据传输。
在一些实施例中，该装置通过高级外设总线(AdvancedPeripheral Bus，APB)访问配置寄存器和数据寄存器。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现基于数据包生成单元的媒体访问控制模块验证方法的步骤。
与上述方法相应地，本发明还提供了一种设备，该设备包括计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机指令，当所述计算机指令被处理器执行时该设备实现如前所述方法的步骤。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时以实现前述边缘计算服务器部署方法的步骤。该计算机可读存储介质可以是有形存储介质，诸如随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、软盘、硬盘、可移动存储盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。
综上所述，本发明提供一种基于数据包生成单元的媒体访问控制模块验证方法及装置，包括：基于软件生成数据包配置信息，并存入配置寄存器；基于软件生成数据包内容，并存入数据寄存器；数据包生成单元从配置寄存器获取配置信息，从数据寄存器中获取数据包内容，生成特定数据包，并将特定数据包传输至媒体访问控制模块进行处理；数据包对比单元将数据包生成单元输出的特定数据包与媒体访问控制模块返回的数据包进行对比，生成对比结果，并将对比结果存储至配置寄存器和数据寄存器，以供故障排查与分析。本发明提供的验证方法基于软件可编程地生成数据包的配置信息和内容，使得数据生成单元能够生成各种长度的数据包，用于媒体访问控制模块的验证，能够达到媒体访问控制高性能和数据灵活性的双重要求，验证调试过程简单、精度高、效率高、灵活性高，根据对比结果能够准确定位故障位置，分析故障类型；同时，数据包生成单元与媒体访问控制模块采用AXI4-Stream接口进行数据传输，保证高速大数据传输的正确性。
本领域普通技术人员应该可以明白，结合本文中所公开的实施方式描述的各示例性的组成部分、系统和方法，能够以硬件、软件或者二者的结合来实现。具体究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。
需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
本发明中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于数据包生成单元的媒体访问控制模块验证方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
基于软件生成数据包配置信息，并存入配置寄存器；基于软件生成数据包内容，并存入数据寄存器；
数据包生成单元从所述配置寄存器获取配置信息，从所述数据寄存器获取数据包内容，生成特定数据包，并将所述特定数据包传输至媒体访问控制模块进行处理；
所述数据包对比单元将所述数据包生成单元输出的特定数据包与所述媒体访问控制模块返回的数据包进行对比，生成对比结果，并将所述对比结果存储至所述配置寄存器和所述数据寄存器。
2.根据权利要求1所述的基于数据包生成单元的媒体访问控制模块验证方法，其特征在于，基于软件生成数据包配置信息，并存入配置寄存器，还包括：
基于仿真验证环境并根据需求模拟生成所述配置信息，并将所述配置信息下载至所述数据寄存器；所述配置信息至少包括数据包长度、数据包间隔长度和数据包数量。
3.根据权利要求1所述的基于数据包生成单元的媒体访问控制模块验证方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述数据包生成单元与所述媒体访问控制模块基于握手协议进行数据传输。
4.根据权利要求3所述的基于数据包生成单元的媒体访问控制模块验证方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述数据包生成单元发送所述特定数据包，进入所述媒体访问控制模块的接收数据通道；所述特定数据包通过光纤环回从所述媒体访问控制模块的发送数据通道传输至所述数据包对比单元。
5.根据权利要求1所述的基于数据包生成单元的媒体访问控制模块验证方法，其特征在于，基于软件生成数据包内容，并存入数据寄存器，还包括：
所述数据包内容采用自定义数据形式，包括但不限于常数、在传输过程中递增和在传输过程中递减。
6.根据权利要求1所述的基于数据包生成单元的媒体访问控制模块验证方法，其特征在于，将所述对比结果存储至所述配置寄存器和所述数据寄存器之后，还包括：
根据所述对比结果进行故障排查和分析，确定所述媒体访问控制模块的故障位置；所述对比结果包括接收的数据包数量、字节数和错误的数据包。
7.一种基于数据包生成单元的媒体访问控制模块验证装置，其特征在于，所述装置包括：
配置寄存器，用于存储基于软件生成的数据包配置信息，以及经由数据包对比单元生成的对比结果；
数据寄存器，用于存储基于软件生成的数据包内容，以及经由所述数据包对比单元生成的对比结果；
数据包生成单元，用于基于所述配置寄存器的配置信息、所述数据寄存器的数据包内容生成特定数据包；
数据包对比单元，用于将所述数据包生成单元输出的特定数据包与媒体访问控制模块返回的数据包进行对比，生成对比结果。
8.根据权利要求7所述的基于数据包生成单元的媒体访问控制模块验证装置，其特征在于，所述数据包生成单元与所述媒体访问控制模块采用高级可扩展流式接口进行数据传输。
9.根据权利要求7所述的基于数据包生成单元的媒体访问控制模块验证装置，其特征在于，所述装置通过高级外设总线访问所述配置寄存器和所述数据寄存器。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。
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