[发明专利]一种基于AFDX网络交换机芯片的分级发送调度电路结构

说明书

技术领域

本发明属于集成电路设计技术，涉及一种用于AFDX交换机的分级发送调度电路及调度方法。

背景技术

AFDX网络是新一代航空电子系统的传输网络技术，具有高速、确定性和稳定性的特点。

作为AFDX网络的重要组成部分，AFDX交换机按照AFDX标准要求采用存储转发形式进行设计，对每个端口的缓冲区数据大小、发送优先级等进行了限制和要求。由于采用存储转发形式，需要对交换过程的交换信息进行保存和调度，以完成对存储区域交换数据的读取和发送。传统方法采用链表形式实现对相关交换端口的队列信息管理，实现难度较大。

发明内容

为了解决现有的采用链表形式实现难度大的技术问题，本发明提供一种用于AFDX交换机的分级发送调度电路及调度方法，可以实现对交换端口、主机端口、端系统及捕获端口各类信息的出入队管理和分级调度，采用硬件实现，提高了运行效率，可满足基于AFDX标准的交换机对于交换端口缓冲深度、端系统调度高优先级，交换端口公平调度等一系列技术要求。

本发明的技术解决方案：

一种用于AFDX交换机的分级发送调度电路，其特殊之处在于：包括主机接口29、交换通道开关逻辑30、多个交换端口队列控制模块1-24、主机队列控制模块25、端系统队列控制模块26、捕获队列控制模块27及发送调度仲裁器28；

所述主机接口29同多个交换端口队列控制模块、主机队列控制模块25、端系统队列控制模块26分别连接；所述主机接口29将主机端的寄存器配置信息传递给各模块；所述主机端的寄存器配置信息包括交换端口队列控制模块的高低优先级深度配置信息；所述多个交换端口队列控制模块、主机队列控制模块25、端系统队列控制模块26将各自缓冲区使用状态信息传递给主机接口29；

所述交换端口队列控制模块包括交换端口队列子模块401及控制状态机子模块402，完成队列信息的存储、出队、入队管理及对交换通道做出响应，并向发送调度仲裁器28发起发送调度请求；

所述主机队列控制模块25包括一个队列缓冲及控制状态机子模块，完成队列信息的存储、出队、对交换通道的响应，并向发送调度仲裁器发起发送调度请求；

所述端系统队列控制模块26同多个交换端口队列控制模块连接；

所述端系统队列控制模块26、捕获队列控制模块27采用控制状态机实现，完成队列信息的存储、出队、对交换通道的响应，并向发送调度仲裁器28发起发送调度请求；

所述发送调度仲裁器28，采用状态机实现，对于端系统队列控制模块的请求优先调度，对于主机队列控制模块请求和捕获队列模块请求，等同与交换端口队列模块请求，采用轮询调度的方式进行处理；

所述交换通道开关逻辑30的输入端与多个交换端口队列控制模块1～24、主机队列控制模块25、端系统队列控制模块26和捕获队列控制模块27连接，所述交换通道开关逻辑30的输出端与外部交换通道连接。

上述主机接口包括高优先级发送缓冲深度配置寄存器、低优先级发送缓冲深度配置寄存器、高优先级发送缓冲满抛弃帧总计数寄存器、低优先级发送缓冲满抛弃帧总计数寄存器、低优先级发送缓冲满抛弃帧总计数寄存器、主机接口接收缓冲满抛弃帧统计寄存器、接收捕获记录帧发送缓冲满抛弃帧统计寄存器、高优先级发送缓冲满抛弃帧总计数复位寄存器、低优先级发送缓冲满抛弃帧总计数复位寄存器、高优先级发送缓冲状态寄存器、低优先级发送缓冲状态寄存器、主机接口接收缓冲状态寄存器、发送捕获配置帧缓冲状态寄存器、接收捕获记录帧发送缓冲状态寄存器及发送捕获记录帧发送缓冲状态寄存器；

主机端在特定时序控制下访问主机接口29的各状态寄存器，获取发送调度仲裁器发送调度的各类统计信息，用于控制整个AFDX交换机。

上述主机队列控制模块队列缓冲是采用FIFO实现的512深度的队列缓冲。

上述交换端口队列子模块采用2个深度为512的DPRAM实现。

上述控制状态机子模块402包含空闲状态、交换信息仲裁、交换信息读取、交换信息锁存、资源等待、响应、请求交换通道、端口相应及等待传输结束共8个状态；在各个状态中，完成与其他模块的交互。

用于AFDX交换机的分级发送调度方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：

1)通过主机接口29对交换端口队列模块高级优先级缓冲区大小进行设置；

2)当AFDX网络交换机开始接收交换数据时，交换调度信息开始入队，按照高低优先级存储到不同的信息队列中；