[发明专利]光纤通道知识产权核

说明书

技术领域

本发明属于计算机存储技术领域，特别涉及一个实现光纤通道FC-1层以及部分FC-2层协议处理功能的知识产权核。

背景技术

光纤通道(Fibre Channel，FC)是美国国家标准委员会ANSI X3T11小组制定的一种串行数据接口协议，具有开放式体系结构以及低延迟、高带宽和远距离的传输特性。光纤通道结合了高速可靠的通道技术和灵活可扩展的网络技术，支持SCSI(Small Computer Systems Interface，小型计算机系统接口)、IP(Internet Protocol，互联网协议)等上层数据传输协议，可实现大容量、高速度、高可靠性和高效的信息传输。

目前的光纤通道协议处理由专用芯片完成，缺乏灵活性。基于光纤通道知识产权核(Intellectual Property Core，IP Core)的协议处理能支持自定义用户逻辑，满足各种不同系统架构和设计应用的需求。知识产权核在集成电路领域指已经过验证的、可重复利用的、具有确定功能的集成电路模块。光纤通道知识产权核是指实现光纤通道部分协议处理功能的集成电路模块，它实现了FC-1层以及部分FC-2层协议处理功能，能灵活的与上层协议处理固件相结合，支持各种上层协议。

美国赛灵思(Xilinx)公司和德国MorethanIP公司各自提供了光纤通道知识产权核产品。Xilinx公司的光纤通道知识产权核不具备帧缓冲区；MoreThanIP公司的光纤通道知识产权核的配置和统计功能不完善。国内尚无任何厂商提供同类产品。

发明内容

本发明提供一个光纤通道知识产权核，解决现有知识产权核功能不够完善的问题，实现光纤通道FC-1层以及部分FC-2层协议处理功能。

本发明的光纤通道知识产权核，包括8b/10b解码器、8b/10b编码器、接收器状态机、发送状态机、光纤通道端口状态机、帧接收引擎、帧发送引擎、帧接收缓冲区、帧发送缓冲区、缓冲区到缓冲区流量控制模块、配置和统计模块，其特征在于：

所述8b/10b解码器根据光纤通道FC-1层协议定义的8b/10b传输编码规则将接收到的10位宽编码经过映射转化为8位宽数据；将8位宽数据作为传输字符提交给接收器状态机；

所述8b/10b编码器根据光纤通道FC-1层协议定义的8b/10b传输编码规则将发送状态机发送的8位宽数据经过映射转化为10位宽编码，保持串行线路的直流平衡；

所述接收器状态机包含原语检测模块，从8b/10b解码器接收传输字符，组成传输字，获得字同步状态，并由原语检测模块判断当前输入的传输字是否为原语；处于同步状态时，接收的传输字提交给帧接收引擎；有关光纤通道端口状态变迁的原语序列和事件信号提交给光纤通道端口状态机；有关流量控制的原语信号提交给缓冲区到缓冲区流量控制模块；

所述发送状态机包含原语产生模块，根据光纤通道端口状态机提供的光纤通道端口的不同状态，向8b/10b编码器发送原语产生模块产生的原语信号、原语序列或者帧发送引擎传输的帧；当发送帧或流量控制原语信号时，受缓冲区到缓冲区流量控制模块控制；当完成帧或确认原语信号的发送时，通知缓冲区到缓冲区流量控制模块进行计数；

所述光纤通道端口状态机，根据接收器状态机提交的原语序列、事件信号和当前状态组合执行不同的原语序列协议，确定光纤通道端口的状态，将其提交给发送状态机、帧接收引擎和帧发送引擎；

所述帧接收引擎在光纤通道端口状态机提供的光纤通道端口状态为激活时，从光纤通道端口状态机接收帧、完成帧的定界和帧的有效性检测；将接收到的帧和帧状态字传送到帧接收缓冲区；

所述帧发送引擎在光纤通道端口状态机提供的光纤通道端口状态为激活时，将帧发送缓冲区的帧数据和帧状态字组装成标准帧格式并发送给发送状态机；

所述帧接收缓冲区存放从帧接收引擎接收到的帧数据和帧状态字，并通知缓冲区到缓冲区流量控制模块进行计数；

所述帧发送缓冲区存放用户逻辑待发送的帧数据和帧状态字；

所述缓冲区到缓冲区流量控制模块调整相邻光纤通道端口帧流量，防止接收缓冲区溢出；当接收器状态机接收到一个确认原语信号，或者帧接收缓冲区接收到一个帧，或者帧接收缓冲区的一个帧被读取，或者发送状态机发送一个帧或确认原语信号时，相应计数；当接收器状态机接收到用于信用恢复的原语信号时，执行缓冲区到缓冲区信用值的恢复；同时控制发送状态机发送帧或流量控制原语信号；

所述配置和统计模块配置光纤通道知识产权核的工作方式，统计光纤通道知识产权核工作中的事件和状态信息。