[发明专利]一种数据资源的动态分配方法

说明书

技术领域

本发明属于高速数据传输技术领域，尤其涉及一种数据资源的动态分配方法。

背景技术

随着电子技术的发展，高速数据传输在现代电子系统中起着重要的作用。在雷达信号处理、图像采集、视频信号处理等诸多领域，高速高效的数据传输方案成为系统设计的重要组成部分和难点。而传统的数据传输技术是制约现代高速信息处理设备发展的重要瓶颈。

地面设备之间的数据传输中，常用的高速数据接口有USB接口、以太网接口，串口等。在速度方面，以太网接口和USB接口速度相对较高，而串口传输速度较慢，难以实现高速数据传输。其中USB2.0最高传输速度为480Mbps，快速以太网100Mbps，千兆以太网为l000Mbps。

地面设备内部经常采用PCI总线。它的平行总线执行机制，能提供133MBps到2131MBps的数据传输速率，而对于现有高性能产品，传统的PCI的数据传输速率早己不能满足要求。现在经常采用PCIe总线完成设备内数据传输。PCIExpress采用的串行方式，以此方式传输可以将传输频率作极高的提升，使信号容易读取，噪声影响降低。按PCI Express技术规范规定，一个差分对的传输速率为2．5Gbps，采用x4/x8机制后，总线可提供5Gbps到160Gbps的传输带宽。

然而在宇航任务中，为应对高速数据实时传输，经常利用高效稳定的数据通信同步方式和串行低压差分信号(LVDS)技术，来有效保证数据传输的同步性和可靠性，并降低系统的复杂度和成本。但LVDS差分信号只能完成单向传输，要想完成双工通信，必须采用双向的两对差分信号，而且在使用中LVDS的传输速率一般不会超过400Mbps，多组并行使用又会导致设备之间连线数量剧增。

有以上叙述可以看出，商用的设备间传输接口和宇航任务中的LVDS接口都很难满足设备间几G到十几G的数据传输，而且各种总线都对应复杂的传输协议，很难完成数据速率动态自适应的需求。

设备内部PCI总线传输速率已不能满足要求。虽然PCIe总线传输速度较高，但难以完成设备之间互连，其协议复杂，使得该总线在其他设备中的移植难度很大。

在传统设计中，单端互连方式易受噪声等干扰，传输速率最高只能达到200Mb/s-250Mb/s，如果采用包含源同步时钟的差分串行传输方式，由于在传输过程中时钟和数据分别发送，各信号瞬时抖动不一致，破坏了接收数据与时钟之间的时序关系，其传输速率也很难超越1Gb/s，如果采用单路串行传输，数据速率一般不超过5Gb/s。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种数据资源的动态分配方法，该方法采用多路高速串行收发器并行的方式进行数据收发，数据通信速率高、数据速率调整方便、数据同步范围较大、接口简单、发明方便、成本较低。

本发明的一种数据资源的动态分配方法包括：

步骤1，根据传输的数据速率的最大值确定高速串行收发器TLK2711的数量，传输的数据以数据帧的形式进行传递。所述数据帧包括帧头、帧尾和数据单元三部分组成。每个数据帧的开始和结束分别用帧头控制字符和帧尾控制字符标出，接收端根据帧头控制字和帧尾控制字的位置标志数据帧的起止。

步骤2，若发送端工作的高速串行收发器TLK2711的数量为一个，则TLK2711发送过程要先发送同步字符来和接收端建立同步关系，然后开始数据帧发送，数据帧之间插入同步字符保证收发同步；

若发送端工作的高速串行收发器TLK2711的数量为两个以上，则发送端采用减少工作的高速串行收发器数量或调整数据帧之间的同步字长度的方式，动态分配大宽带数据资源：

步骤21，根据实际需要调整发送数据速率，调整发送数据速率时根据工作的高速串行收发器TLK2711的数量把发送接口划分为多个带宽；

步骤22，当在不同带宽之间调整发送速率时，依靠改变工作TLK2711的数量方式实现大宽带数据资源的动态分配；

当在一个带宽内调整发送速率时，采用调整数据序列之间的同步字个数的方式，实现大宽带数据资源的动态分配：在数据序列中插入同步字符，插入同步字符的个数n_同步的计算公式为：

其中N_有效为一个数据帧内有效数据的比特数，N_数据为有效数据所占的TLK2711周期数，且每周期内传输2字节，T_周期为每个TLK2711的数据周期，V_speed为所需设置的通信速率；n₂₇₁₁为工作的TLK2711的个数。