一种信号乱序控制与速率自适应的传输装置及其传输方法与流程

1.本发明属于数字通信技术领域，具体涉及一种信号乱序控制与速率自适应的传输装置及其传输方法。


背景技术：

2.在pcie高速数据传输系统设备中，由于总线速率较高，一般都会通过控制读请求的发送频率来进行速率控制，同时由于数据报文存在乱序和分片的情况，因此这里就涉及到了乱序与速率控制的处理问题。目前很多技术都是将不同的tag请求数据存放于不同的缓存空间中，但是当tag类别很多时，就会使用大量的缓存空间，对设备的缓存空间要求较高；同时还有些设备一次发送固定数量的读请求，然而这种技术会导致请求回来的读数据存在突发，从而导致后级数据不连续。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了解决数据的乱序与速率自适应的问题，提出了一种信号乱序控制与速率自适应的传输装置及其传输方法。
4.本发明的技术方案是：一种信号乱序控制与速率自适应的传输装置包括速率自适应模块、请求发送模块、外部主机模块、数据接收模块和乱序控制模块；
5.速率自适应模块包括读请求子模块；读请求子模块用于发送读请求；速率自适应模块用于根据不同的tag字段区分读请求，并根据乱序控制模块的剩余缓存和存储tag字段的先进先出队列进行速率自适应；
6.请求发送模块用于将速率自适应模块产生的读请求发送至外部主机模块；
7.外部主机模块用于根据接收的读请求，发送对应的读数据至数据接收模块；
8.数据接收模块用于接收从外部主机模块发送的读数据，并将读数据发送至乱序控制模块；
9.乱序控制模块用于对接收的读数据依次进行乱序分流和二级缓存，并将二级缓存调度后的tag字段存入先进先出队列中供速率自适应模块发送读请求。
10.进一步地，乱序控制模块包括缓存子模块；缓存子模块用于进行二级缓存。
11.本发明的有益效果是：本发明的传输装置解决了数据的乱序与速率自适应问题，同时在乱序分流缓存的基础上采用了二级缓存模块，减小了系统的缓存压力，具有结构简单和速率自适应等优势。
12.基于以上系统，本发明还提出一种信号乱序控制与速率自适应的传输方法，包括以下步骤：
13.s1：利用速率自适应模块中的读请求子模块发送连续的读请求，并进入等待模式，利用请求发送模块将产生的读请求发送至外部主机模块；
14.s2：根据接收的读请求，利用外部主机模块发送对应的读数据至数据接收模块，并利用数据接收模块接收外部主机模块发送的读数据；
15.s3：根据读数据的tag字段，利用乱序分流技术将读数据存入乱序控制模块的8路缓存中；
16.s4：利用二级缓存技术将8路缓存调度为1路缓存；
17.s5：利用乱序控制模块的缓存子模块提取调度后的读数据中的tag字段，并将其写入速率控制模块中存储tag字段的先进先出队列中；
18.s6：利用进入等待模块的读请求子模块检测缓存子模块是否存在可用缓存空间且存储tag字段的先进先出队列中是否存在可用的tag字段，若是，则从先进先出队列中读出tag字段并发起新的读请求，否则读请求子模块保持等待模式，直到可以发起新的读请求。
19.进一步地，步骤s3中，利用乱序分流技术将读数据按照接收顺序依次存入乱序控制模块的8路缓存中的具体方法为：按照读数据的接收顺序，依次将其存入乱序控制模块的8路缓存中。
20.进一步地，步骤s4中，利用二级缓存技术进行调度的具体方法为：在检测到8路缓存中存在完成的数据报文时，以包为单位，利用缓存子模块进行均匀调度。
21.本发明的有益效果是：
22.(1)本发明的传输方法利用速率自适应方法，可根据设备的处理能力，动态的调整发起读请求的频率，具有灵活性高和动态调整速度快的优点。
23.(2)本发明的传输方法利用乱序分流技术，可将同一时间段内处于乱序的多个不同tag数据包，分别存入8个缓存中，具有缓存空间小、处理能力快的优点。
24.(3)本发明的传输方法利用二级缓存技术，可吸收数据突发，保证了后级数据报文的连续性。
附图说明
25.图1为信号乱序控制与速率自适应的传输装置的结构图；
26.图2为信号乱序控制与速率自适应的传输方法的流程图。
具体实施方式
27.下面结合附图对本发明的实施例作进一步的说明。
28.在描述本发明的具体实施例之前，为使本发明的方案更加清楚完整，首先对本发明中出现的缩略语和关键术语定义进行说明：
29.tag fifo：存储tag字段的先进先出队列。
30.如图1所示，本发明提供了一种信号乱序控制与速率自适应的传输装置，包括速率自适应模块、请求发送模块、外部主机模块、数据接收模块和乱序控制模块；
31.速率自适应模块包括读请求子模块；读请求子模块用于发送读请求；速率自适应模块用于根据不同的tag字段区分读请求，并根据乱序控制模块的剩余缓存和存储tag字段的先进先出队列进行速率自适应；读请求可连续发送；
32.请求发送模块用于将速率自适应模块产生的读请求发送至外部主机模块；
33.外部主机模块用于根据接收的读请求，发送对应的读数据至数据接收模块；
34.数据接收模块用于接收从外部主机模块发送的读数据，并将读数据发送至乱序控制模块；
35.乱序控制模块用于对接收的读数据依次进行乱序分流和二级缓存，并将二级缓存调度后的tag字段存入先进先出队列中供速率自适应模块发送读请求。
36.在本发明实施例中，如图1所示，述乱序控制模块包括缓存子模块；缓存子模块用于进行二级缓存。
37.使用乱序分流技术，对接收到的数据使用tag分流缓存的方法，进行分片和乱序的处理；使用二级缓存实现对tag分流后的0-7个缓存实现均匀调度，并将调度后的tag字段存入tag fifo中供速率自适应模块发送读请求。
38.基于以上系统，本发明还提出一种信号乱序控制与速率自适应的传输方法，如图1所示，包括以下步骤：
39.s1：利用速率自适应模块中的读请求子模块发送连续的读请求，并进入等待模式，利用请求发送模块将产生的读请求发送至外部主机模块；
40.读请求次数为n次(依次对应tag
0-tag
n-1
)，发送完n个读请求后读请求模块进入等待模式；
41.s2：根据接收的读请求，利用外部主机模块发送对应的读数据至数据接收模块，并利用数据接收模块接收外部主机模块发送的读数据；
42.s3：根据读数据的tag字段，利用乱序分流技术将读数据存入乱序控制模块的8路缓存中；
43.s4：利用二级缓存技术将8路缓存调度为1路缓存；同时可以吸收线路上的数据突发；
44.s5：利用乱序控制模块的缓存子模块提取调度后的读数据中的tag字段，并将其写入速率控制模块中存储tag字段的先进先出队列中；
45.s6：利用进入等待模块的读请求子模块检测缓存子模块是否存在可用缓存空间且存储tag字段的先进先出队列中是否存在可用的tag字段，若是，则从先进先出队列中读出tag字段并发起新的读请求，否则读请求子模块保持等待模式，直到可以发起新的读请求。剩余1/4缓存空间表示可用。
46.在本发明实施例中，利用二级缓存技术与速率控制模块，可以实现动态的调整线路上的速率，保证线路上读请求的利用率达到最高，同时也保证了后级数据的连续。
47.设备启动初始化后，读请求模块首先会连续发送n个读请求分别对应标记tag0-tagn-1，当发送完n个请求后读请求模块进入等待模式；数据接收模块接收到一开始发送的tag0-tagn-1的读请求，然后经过乱序分流技术后，由缓存模块将接收到的tag字段存入到tag fifo中，同时缓存模块还会给出一个满指示信号；读请求模块进入等待模式后，此时如果缓存模块非满，同时tag fifo中有tag字段时，将会从tag fifo中读出tag标签作为读请求tag。
48.这样可以保证线路上不会存在相同的两个tag，同时会对乱序后的tag进行重排，提高了线路上的带宽利用率。
49.在本发明实施例中，步骤s3中，利用乱序分流技术将读数据按照接收顺序依次存入乱序控制模块的8路缓存中的具体方法为：按照读数据的接收顺序，依次将其存入乱序控制模块的8路缓存中。
50.由于pcie总线的乱序特性，因此需要做乱序处理，本发明中采用乱序分流技术，根
据数据报文中的tag字段，将多个tag字段按照先后顺序存入到0-7个缓存中。
51.采用八个缓存(缓存0-7)最大可以支持同时处于8个乱序的读数据，这里使用16个读数据报文(例如：按照读数据返回的先后顺序标记为d0-d15)为例详细的说明乱序分流技术的特点。当设备启动后按照读数据返回的先后顺序依次存入缓存0-7中，读数据返回的先后顺序d0-d7分别对应存入缓存0-7中，d8-d15分别对应存入缓存8-15中。例如：第一次返回d0报文的第一个分片，此时将报文存入缓存0中；第二次返回d1报文的第一个分片，此时将报文存入缓存1中；第三次返回d0报文的第二个分片，此时将报文存入缓存0中；按照如上方法依次缓存，直到将分片和乱序的整个报文接收完毕。
52.在本发明实施例中，步骤s4中，利用二级缓存技术进行调度的具体方法为：在检测到8路缓存中存在完成的数据报文时，以包为单位，利用缓存子模块进行均匀调度。
53.在乱序分流的8个缓存后，增加一个二级缓存，当检测到前级的缓存0-7中存在有一个完整的数据报文时，缓存模块对8个缓存实现以包为单位的均匀调度，并吸收高速总线上的突发，保证后级数据连续不断，同时还会提取出处理完毕的tag写入tag fifo中以供发送端使用。
54.本发明的工作原理及过程为：利用速率自适应模块，根据反馈回来的tag字段和缓存模块发起读请求；使用乱序控制模块缓存和调度接收数据，最后将数据发送给到后级，从而实现乱序控制与速率自适应的功能。
55.本发明的有益效果为：
56.(1)本发明的传输装置解决了数据的乱序与速率自适应问题，同时在乱序分流缓存的基础上采用了二级缓存模块，减小了系统的缓存压力，具有结构简单和速率自适应等优势。
57.(2)本发明的传输方法利用速率自适应方法，可根据设备的处理能力，动态的调整发起读请求的频率，具有灵活性高和动态调整速度快的优点。
58.(3)本发明的传输方法利用乱序分流技术，可将同一时间段内处于乱序的多个不同tag数据包，分别存入8个缓存中，具有缓存空间小、处理能力快的优点。
59.(4)本发明的传输方法利用二级缓存技术，可吸收数据突发，保证了后级数据报文的连续性。
60.本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。