[发明专利]计算机点对点直接内存通信方法及其网卡

说明书

技术领域

本发明属于计算机通信领域，是将“内存条”扩充发送和接收的器件，成为高速通信网卡，实现直接内存通信(DMC，Direct Memory Communication)的方法

背景技术

现有的计算机通信网卡大多是插在PCI或PCI扩展总线插槽中，如以太网网卡(思科公司，DATA SHEET)，Myrinet网卡(Myrinet公司)等，用户必须采用设备驱动程序，才能实现通信。现有技术的专利申请200510083263公开了一种主从系统中直接内存存取控制器及总线结构，它是一种适用于主从计算机系统的直接内存存取电路，该直接内存存取电路包含：“内存装置”、“外围装置”和“直接内存存取控制器”，具有第一及第二数据路径；第一总线连接该内存装置与该第一数据路径；第二总线连接外围装置与第二数据路径；用以在至少一个内存装置与至少一个外围装置间传输数据。上述“外围装置”就是“外围设备”。可见，该专利申请还是具有“外围设备”的，与本发明具有明显的区别。

发明内容

现有的网卡通信是把网卡作为计算机的一个设备来进行操作的，数据先要从内存送到网卡这个设备里，网卡才能把数据发送出去，接收数据时也是这样。

本发明的直接内存通信网卡，简称DMC网卡(DMC，Direct MemoryCommunication)，是插在最高内存区的内存条插槽中；根据通信协议，把内存一部分的最高区进行注册预留，作为计算机和网卡的共享区。用户通过访问该共享区，实现计算机之间的点对点直接内存通信。

本发明的方法是把内存一部分的最高区进行注册预留，作为计算机CPU和网卡的共享区，用户把数据写到这个共享区，网卡就可自动将数据发送到对方。同理，对方网卡收到数据后，自动写到共享区，对方计算机CPU就可从共享区读取数据，从而实现两台计算机内存之间的直接通信。因此，用户感觉不到网卡的存在，硬件和软件两方面都可节省开销，并且减小了通信延迟，加快了通信速率。

本发明的第一个特点是：直接内存通信网卡是插在最高内存区的内存条插槽中的，无需外设部件互连标准PCI(Peripheral Component Interconnect)或PCI扩展总线的干预。

本发明的第二个特点是：将内存的一部分10KB-2MB(由通信量的大小来定)的最高区进行注册预留，作为CPU和网卡的共享区。

本发明的第三个特点是：直接内存通信网卡的结构如图1所示，图中的下部是内存条，与原有的内存条基本保持不变，只是要引出网卡通信所需的DATA线2(数据总线2)、ADDR线3(地址总线3)、CLK线4(时钟线4)以及若干控制线5。这些线连到FPGA芯片。

现场可编程门阵列FPGA(Field Programmable Gate Array)芯片是直接内存通信网卡的通信控制器，其包括网卡命令、网卡状态、发送队列、接收队列、发送控制和接收控制等逻辑电路。发送队列的输出线和接收队列的输入线分别连到并串转换/串并转换器7，再经过光收发器8，利用光纤与对方互联。

因此，本发明提供了一种适用于计算机点对点直接内存通信的方法，其利用插在最高内存区的内存条插槽中的网卡进行通信，用户程序事先将内存的一部分的最高区进行注册预留，作为CPU和网卡的共享区，根据通信协议，通过访问该共享区的特定地址，控制具有内存条、通信控制器、并串转换/串并转换器和光收发器的网卡，进行计算机之间的点对点直接内存通信。

本发明的直接内存通信网卡是插在计算机的最高内存区的内存条插槽中。

本发明的上述网卡用户程序把内存的一部分的最高区进行注册预留，作为CPU和网卡的共享区，用户把数据写到该共享区，网卡就可自动将数据发送到对方，对方网卡收到数据后，自动写到本地共享区，对方CPU从本地共享区读取数据。

本发明还提供了一种使用本发明上述方法的网卡，其特征在于内存条通过数据线线、地址线、时钟线和若干控制线与通信控制器相连，RAM与所述通信控制器相连，所述通信控制器与并串转换/串并转换器相连，所述并串转换/串并转换器与光收发器相连，再利用光纤与对方互联。

本发明的网卡的所述通信控制器，包括网卡命令、网卡状态、发送队列、接收队列、发送控制和接收控制的逻辑电路。

本发明的网卡的所述通信控制器是现场可编程门阵列FPGA芯片。

本发明的有益效果是：

(1)用户可用赋值语句来发送数据，节省了网卡驱动程序及其软件的开销；