[发明专利]一种基于链式端口的总线桥接器及其工作方法

说明书

本发明公开了一种基于链式端口的总线桥接器及其工作方法，包括物理接口单元、协议处理单元、传输控制单元以及端口单元；所述协议处理单元分别与物理接口单元和传输控制单元双向连接；传输控制单元包括空闲端口控制单元和存储单元，所述空闲端口控制单元通过空闲端口链表控制总线数据传输，所述存储单元为双端口RAM，包括接收缓存区和发送缓存区；端口单元包含若干个相互独立的端口PORT，每个端口PORT与外部低速数据总线连接，每个端口PORT内部包含子协议处理单元和物理接口单元，且每一路独立的端口PORT与传输控制单元双向连接。本发明有效地解决高速总线与多个低速总线的互联问题，有效降低设计风险。

技术领域

本发明属于航天应用领域，具体涉及一种基于链式端口的总线桥接器及其工作方法，适合于高速总线与多个低速总线间的桥接。

背景技术

随着航天应用领域的不断拓展，日益复杂化和多样化的空间探测任务对航天器数据网络提出了更高要求。在空间应用领域，受限于设计结构和应用场景的要求，数据网络不仅拓扑复杂，而且使用的总线协议不完全相同。为了满足复杂网络中的数据交互，通常需要大量的总线桥接模块。按照ESA航天器发展路线图，未来航天器主干数据总线使用面向Gbps级高可靠高速数据传输需求的SpaceFibre总线，而分系统可以使用各自相适应的数据总线。按照这种架构，在特定空间应用情况下，SpaceFibre总线可能需要与多个诸如SpaceWire总线、高速1553B总线等相对低速的总线系统实现互联，以实现简化设计。

数据网络桥接常见的方法是使用数据总线桥接电路，这种方法的缺陷是灵活性不足，通用性差，且在处理高速总线与低速总线互联时不能有效地分时复用高速总线的带宽。

在星载总线系统中，主干数据总线使用Gbps级SpaceFibre总线，而在分系统中使用100Mbps高速1553B总线。单纯使用桥接电路连接SpaceFibre总线和高速1553B总线，速率100Mbps的高速1553B单一连接速率Gbps的SpaceFibre总线，会造成Gbps级高速总线带宽浪费。如果在SpaceFibre总线上挂载多个高速1553B总线，按既有方案又需要多个桥接电路，这就增加系统设计的复杂性。

中国专利CN100471156C，名称：数据总线桥接器及其工作方法，该专利公开了一种数据总线桥接器，在发送通路上需要仲裁机制、发送DMA单元、发送FIFO和发送高级数据链路控制单元。该方法设计模块较多，传输使用HDLC协议处理使得设计较为复杂，FIFO模块的大小将会制约数据传输效率，方法协议开销大，不能有效利用接口性能。

专利申请CN 101917318A，名称：一种高低速总线系统连接装置及高低速总线，该专利申请提供了一种高低速总线系统连接装置及高低速总线系统，该专利申请不能有效复用高速总线的带宽。如果在高速总线与多个低速总线的传输应用领域需要多个桥接电路，增加了系统复杂性。

中国专利CN103440219B，名称：一种通用总线转换桥IP核，该专利能够解决多路数据总线的桥接，但是数据交换过分依靠中断控制单元和寄存器控制单元，仲裁器设计较为复杂，效率不高，内部存储空间没有得到有效利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于链式端口的总线桥接器及其工作方法，以克服现有技术的缺陷，本发明有效地解决高速总线与多个低速总线的互联问题，有效降低设计风险。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于链式端口的总线桥接器，包括物理接口单元、协议处理单元、传输控制单元以及端口单元；所述协议处理单元分别与物理接口单元和传输控制单元双向连接，协议处理单元用于将物理接口单元接收的数据按照高速总线协议解析后发送给传输控制单元，或者将传输控制单元发送的数据按照高速总线协议处理后传输给物理接口单元；