[发明专利]一种支持时间触发以太网的万兆网络控制器及控制方法有效

专利信息
申请号: 201811319944.X 申请日: 2018-11-07
公开(公告)号: CN109547157B 公开(公告)日: 2021-07-27
发明(设计)人: 刘扬;唐金锋;徐丹妮;哈云雪 申请(专利权)人: 西安微电子技术研究所
主分类号: H04L1/00 分类号: H04L1/00;H04J3/06
代理公司: 西安通大专利代理有限责任公司 61200 代理人: 徐文权
地址: 710065 陕西*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 一种 支持 时间 触发 以太网 网络 控制器 控制 方法
【说明书】:

本发明公开了一种支持时间触发以太网的万兆网络控制器及控制方法,控制器包括与自环控制模块连接的发送通道和接收通道,自环控制模块用于将发送通道的数据流传输到接收通道,发送通道用于将PCF帧、TT帧以及ET帧按照协议要求的标准帧格式对数据组帧并发送;接收通道用于将从物理层接收到的数据帧与时钟同步后,进行帧解析,再根据帧解析的结果,将数据帧分类存入缓存供给接收接口;支持全双工数据通信;支持最大数据包是1518字节;支持CRC32校验及错误管理;支持XGMII接口的内部自环;支持流量控制功能;支持标准MDIO PHY管理接口功能。

技术领域

本发明属于航空电子系统和武器装备系统主干网络总线通信技术领域,具体涉及一种基于时间触发架构的万兆速率以太网数据链路层控制方法。

背景技术

随着航空航天电子信息系统的快速发展和武器装备信息化程度的不断提高,现有时间触发以太网(Time-Triggered Ethernet,TTE)系统千兆的传输带宽已无法适用于装备主干网海量数据实时传输。

一种基于FPGA的千兆TTE端系统控制器(中国专利CN106773928)采用符合IEEE802.3协议规范的标准千兆以太网MAC控制器与PHY电路,其FPGA电路设计中未包含对MAC层的具体设计,MAC层与PHY层不支持万兆速率传输,不适合在大型高带宽网络中作为主干网使用。

由现有TTE相关专利以及TTE相关文献中可见,现有的TTE系统都是基于标准千兆以太网实现,不支持万兆数据传输,并且未涉及MAC控制器的具体设计,MAC层中对协议控制帧(PCF)数据的处理过程对设计者是透明的,其处理过程中产生的延时,无法动态记录,在一定程度上影响时钟同步精度。

发明内容

为了解决上述问题,本发明提供了一种支持时间触发以太网的万兆网络控制器及控制方法,能够达到时间触发以太网高速、高效、高准确性的应用需求。

为达到上述目的,本发明所述一种支持时间触发以太网的万兆网络控制器与自环控制模块连接的发送通道和接收通道,自环控制模块用于将发送通道的数据流传输到接收通道,发送通道用于将PCF帧、TT帧以及ET帧按照协议要求的标准帧格式对数据组帧并发送;接收通道用于将从物理层接收到的数据帧与时钟同步后,进行帧解析,再根据帧解析的结果,将数据帧分类存入缓存供给接收接口;

其中:

发送通道包括依次连接的发送接口模块、帧发送缓存模块、发送调度模块、发送引擎模块和发送RS控制模块,发送RS控制模块和自环控制模块连接,帧发送缓存模块还与PCF透明时钟更新模块一端连接,PCF透明时钟更新模块另一端与发送引擎模块连接,发送引擎模块与DIC算法控制模块连接,发送RS控制模块和DIC算法控制模块双向连接;

接收通道包括依次连接的接收RS控制模块、接收引擎模块、帧接收缓存模块、接收调度模块和接收接口模块。

进一步的,发送引擎模块用于按照标准以太网协议完成数据的校验并更新帧的CRC校验域;发送引擎模块包括帧发送控制模块,帧发送控制模块的输出端同时与CRC32码生成模块和第一同步模块的输入端连接,CRC32码生成模块以及第一同步模块的输出端与帧封装模块,帧发送控制模块的输入端连接有流量控制模块,流量控制模块的输入端与帧接收缓存模块连接,输出端与帧发送控制模块连接。

进一步的,流量控制模块用于使用PAUSE帧对全双工网络流量进行控制,包括发送流控和接收流控两个部分,当消息阻塞时控制帧发送控制模块发送PAUSE帧,正常时发送数数据帧。

进一步的,还包括管理模块,管理模块用于实现MAC控制器内部控制状态寄存器资源设置和访问、对物理层寄存器的操作以及通过手动操作控制帧发送控制模块。

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