[发明专利]一种基于交换控制字的交换机内部总线结构

说明书

技术领域

本发明属于计算机硬件技术，涉及一种基于交换控制字的交换机内部总线架构。

背景技术

交换机最核心的功能是实现数据交换，数据交换通过交换开关或总线完成从输入端口、数据缓冲和输出端口之间数据搬运，如何完成数据交换和控制是交换机设计的难点和重点，传统设计采用交叉开关、共享总线、共享存储在输入端口和输出端口之间建立专门数据通道进行传输。仅传输数据，不传输控制信号和状态信号，互联结构复杂。

由于交换数据包常常分为定长交换或者变长交换，传统设计就存在下面的缺陷：

1、变长交换面临交换资源的分配和管理复杂，交换效率低，聚合带宽小；

2、定长交换又面临交换数据的拆分和交换信元的打包，以及交换信元在输出端口的重新排序和组装等问题。

发明内容

为了解决现有的数据交换和控制存在交换效率低、聚合带宽小、需要重新排序和组装的技术问题，本发明提供一种基于控制字的交换机内部总线结构，通过在原交换数据基础上增加一个交换控制字，实现不同长度、不同交换类型数据包交换以及错误状态信息的传递，为不同用途、不同设计目标的定制交换机设计提供一种有效的解决方案。

本发明的技术解决方案是：

一种基于交换控制字的交换机内部总线结构，其特殊之处在于，包括发送模块、接收模块和时钟电路，所述发送模块与接收模块通过交换总线相互通信；所述时钟电路向发送模块、接收模块提供时钟同步的传输时钟信号SW_CLK；所述交换总线包括传输开始信号SW_SOF、传输前进信号SW_ADV、传输数据总线SW_DATA、传输请求信号SW_REQ、数据传输使能信号SW_EN、拒绝接收信号SW_ABT和传输时钟信号SW_CLK；

所述发送模块：是交换数据的提供者，向接收模块通过交换总线发送数据传输请求信号SW_REQ，接收来自接收模块的数据传输使能信号SW_EN和拒绝接收信号SW_ABT；当使能信号SW_EN有效,拒绝接收信号SW_ABT无效时，通过传输开始信号SW_SOF、传输前进信号SW_ADV和传输数据总线SW_DATA将交换数据传输给接收模块；当使能信号SW_EN无效,拒绝接收信号SW_ABT有效时，发送模块取消本次交换数据传输；上述信号均通过传输时钟信号SW_CLK进行时钟同步；

所述接收模块：交换数据的接受者，接收来自发送模块的数据传输请求信号SW_REQ；向发送模块发送数据传输使能信号SW_EN和拒绝接收信号SW_ABT；接收来自发送模块的传输开始信号SW_SOF、传输前进信号SW_ADV和传输数据总线SW_DATA传输的交换数据。

一种基于交换控制字的交换机内部总线结构，其特殊之处在于，包括发送模块、接收模块和时钟电路，所述发送模块与接收模块通过交换总线相互通信；所述时钟电路向发送模块、接收模块提供时钟同步的传输时钟信号SW_CLK；所述交换总线包括传输开始信号SW_SOF、传输前进信号SW_ADV、传输数据总线SW_DATA、传输请求信号SW_REQ、数据传输使能信号SW_EN和传输时钟信号SW_CLK；

接收模块：准备就绪时，向发送模块发送数据传输请求信号SW_REQ；接收来自发送模块的数据传输使能信号SW_EN；接收来自发送模块的传输开始信号SW_SOF、传输前进信号SW_ADV和传输数据总线SW_DATA传输的交换数据；

发送模块：接收来自接收模块的数据传输请求信号SW_REQ；当有交换数据需要传输且数据传输请求信号SW_REQ有效时，向接收模块发送数据传输使能信号SW_EN；通过传输开始信号SW_SOF、传输前进信号SW_ADV和传输数据总线SW_DATA将交换数据传输给接收模块；上述信号均通过传输时钟信号SW_CLK进行时钟同步。

一种交换机内部总线结构工作方法，包括以下步骤：

一种是发送模块主动向接收模块发起数据传输请求：

1】发送模块有交换数据需要传输时，向接收模块发送有效的数据传输请求信号SW_REQ，同时发送模块在传输数据总线SW_DATA上发送交换数据的控制字；

2】接收模块发送数据传输使能信号SW_EN或拒绝接收信号SW_ABT；

当使能信号SW_EN有效,拒绝接收信号SW_ABT无效时，通过传输开始信号SW_SOF、传输前进信号SW_ADV和传输数据总线SW_DATA将交换数据传输给接收模块，具体执行步骤3】

当使能信号SW_EN无效,拒绝接收信号SW_ABT有效时，发送模块取消本次交换数据传输，具体执行步骤4】；