[发明专利]一种高可靠线速数据通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及基于自定义的以太网可靠通信方法，特别涉及一种高可靠线速通信方法。

背景技术

随着云计算以及大数据处理的发展需求，基于现场可编程逻辑阵列(FPGA)由于其灵活性、可编程性以及丰富的高速通信接口，在这些领域得到了越来越多的应用。而随着规模的扩展，可编程逻辑阵列之间的高可靠高速数据通信变的更加的迫切。同时由于以太网的交换机技术较为成熟，成本也比较低廉，成为可编程逻辑阵列之间交换介质的首选。传统基于TCP/IP协议的可靠通信由于协议实现比较复杂，不太适合FPGA之间的通信。基于此本专利提出了一种适合FPGA之间线速并发通信的一种方法。

以太网中对数据发送和接收均是基于以太帧格式来展开的，在不改变以太网硬件设备的情况下，可以通过对以太帧的某些部分进行更为细致的定义，使传输达到我们设定的要求。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种高可靠线速数据通信方法，提高传输速度及传输可靠性。

为达到上述目的本发明采用下述技术方案：

一种高可靠线速数据通信方法，发送方基于一个环形发送缓冲池与接收方通信，通信操作步骤如下：

a)发送方的缓存控制模块只要检测到发送缓冲池非满，即Send_Buf_Full信号无效，则从外部待发数据队列获取一帧信息，然后存储到尾指针指向的发送缓冲池，等待该帧存储完毕，产生存储完成信号TSend_ok，环形缓冲区的尾指针指向下一个缓冲区；

b)发送方的传输控制模块只要检测到发送缓冲池非空，即Send_Buf_Empty信号无效，则把当前指针指向的缓冲数据读取出来，然后传输给相应的通信通道；

c)发送方接收到接收方返回的应答信息后，判断应答信息的应答序号是否与头指针对应的待确认序号一致，如果一致，产生头指针修改信号Head_snd_ok，将环形缓冲区的头指针向下一个缓冲区。

上述高可靠线速数据通信方法，所述环形发送缓冲池，由M(M为自然数)个缓冲区组成，包含头指针、尾指针和当前指针，并定义指针绕行方向，头指针指向第一个存有数据的缓冲区，尾指针指向最后一个存有数据的缓冲区，当前指针指向正在发送的缓冲区，发送缓冲池的缓存状态通过头指针和尾指针定义。

上述高可靠线速数据通信方法，发送缓冲池由M个双端口存储器构成的缓冲区组成，初始上电时，缓冲区没有数据，头指针、尾指针以及当前指针重合，此时缓存状态计数X记为0；每存入一个缓冲区，尾指针沿指针绕行方向移动一次，缓存状态计数X加1；每释放一个缓冲区，头指针沿指针绕行方向移动一次，缓存状态计数X减1；每发送一个数据，则当前指针沿指针绕行方向移动一次，若当前指针与尾指针不重合，则Send_Buf_Empty信号无效，否则Send_Buf_Empty有效；当缓存状态计数X＝缓冲区数量M时，发送缓冲池满Send_Buf_Full有效，不能再缓存任何数据，X<M时，发送缓冲池为非满，即Send_Buf_Full信号无效。

上述高可靠线速数据通信方法，发送方的传输控制模块为当前指针所指缓冲区的数据帧添加当前序号，当前序号即当前指针对应的缓冲区编号，然后发给接收方；发送完成后，当前指针指向下一缓冲区，进行下一次发送。

上述高可靠线速数据通信方法，接收方用FIFO作为缓存，接收方检测到待收数据后，先判断接收缓冲区是否有空位，如果没有空位则丢弃该数据；如果有空位则接收，然后根据封装在数据中的当前序号判断该序号是否为接收方的当前序号，如果为当前序号，则给发送方返回对应的应答，如果不是，则丢弃该数据。

上述高可靠线速数据通信方法，所述当前序号，初始上电时，发送方和接收方的当前序号均默认为0，每发送或接收一次，当前序号加1，然后进行下一次发送或接收，直到当前序号达到(M-1)时，则下一次当前序号再次复原为0。

上述高可靠线速数据通信方法，发送方的发送传输超时控制模块检测头指针指向的缓冲区是否接收到了接收方的应答，如果一定的时间内收到了接收方的应答，则释放头指针指向的缓冲区；如果一定的时间内没有接收到应答，则重发头指针指向的缓冲区的数据，并记录重发次数；如果重发次数超过阈值，则报告错误，等待发送方的处理。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著技术进步。本发明对数据采用并发方式进行传输，实现了数据的线速传输，对数据的应答机制也进行了定义，提高了传输的可靠性。

附图说明

图1是发送缓冲池结构图。