[发明专利]一种多端口的SpaceFibre路由IP

权利要求书

1.一种多端口的SpaceFibre路由IP，用于实现数据的交换和信息的广播，其特征在于，所述路由IP包括管理端口模块、多个路由端口、路由交换模块以及广播模块；

所述管理端口模块，用于实时地配置路由参数和反馈路由状态；

一个路由端口为一个SpaceFibre节点，实现了SpaceFibre网络协议栈中的数据链路层、通道层、物理层以及管理层的功能，支持4路虚拟通道，支持广播通道，支持QoS调度服务，支持基于FDIR功能的错误恢复功能，实现了SpaceFibre的链路传输服务；

所述路由交换模块，用于实现路由IP的数据转发；

所述广播模块，用于实现路由IP的广播功能；

一个路由端口包括多个输入虚拟通道、多个输出虚拟通道、一个广播输入接口和一个广播输出接口；

多个输入虚拟通道，用于当接收的数据为包尾时或者数据量大于64个数据字时，通知路由交换模块数据包已经到达；

多个输出虚拟通道，用于将来自路由交换模块的数据发送出去；

广播输入接口，用于将本路由端口接收到的广播信息转发至广播模块；

广播输出接口，用于接收广播模块发出的其它路由端口的广播信息；

所述路由交换模块包括多个输入识别子模块、多个输出仲裁子模块以及完全无阻塞交叉矩阵；一个输入识别子模块对应一个路由端口的一个输入虚拟通道，一个输出仲裁子模块对应一个路由端口的一个输出虚拟通道；

输入识别子模块，用于读入输入虚拟通道的数据包，对数据包包头中目的地址进行解析，根据目的地址向对应的目的端口提出发送申请；

输出仲裁子模块，用于对各路发数申请进行虚拟网络号确认和基于动态优先级轮询仲裁的功能，对符合条件的发数申请进行授权，并建立发数通路；

完全无阻塞的交叉矩阵，用于实现了各路输入识别子模块的申请、输出仲裁子模块的授权、以及各路输入识别子模块的授权确认信号之间的完全无阻塞的交叉互联；

所述输入识别子模块包括：地址解析单元和申请控制单元；

所述地址解析单元，用于对接收到的有效数据的包头的地址进行地址解析；

所述申请控制单元，用于当地址为路径路由地址，则直接向对应的端口发起申请；当地址为逻辑路由地址，则从路由表中读出地址对应的端口，然后再向该端口发起申请req；在提出申请时，根据本虚拟通道所属的虚拟网络号VN，向目的端口中属于相同虚拟网络中的输出虚拟通道提出发数申请；数据的发送采用“申请—授权”的连接形式，提出数据发送申请后，当对应的输出仲裁子模块通过授权指示grant信号给出授权，则数据传输的通路建立连接；

所述输出仲裁子模块包括：申请仲裁单元和数据输出单元；

所述申请仲裁单元，用于收到来自对应的输入识别子模块中的申时请，判断该申请是否属于同一虚拟网络：若属于同一虚拟网络，则申请有效，则向对应的子输入识别模块发送授权信号grant；否则不属于同一虚拟网络的申请被忽略，不会建立数据通路连接；当虚拟网络中有多个输入识别子模块向输出仲裁子模块提出申请时，采用基于阻塞机制的动态优先级轮询仲裁算法，对申请进行仲裁；授权信号有效后，数据通路连接成功；

所述数据输出单元，用于将输出仲裁子模块选择被授权的数据通路中的数据，写入对应路由端口中的输出虚拟通道并发送出去；

所述输出仲裁子模块实现动态优先级轮询仲裁算法；每个输出虚拟通道对应的输出仲裁子模块中设有两个标识：当收到相同虚拟网络中的一个发数申请时，one_flag标识有效，可以直接进行授权；当收到相同虚拟网络中的两个以上的不同优先级发数申请时，more_flag标识有效，此时按照动态优先级轮询仲裁算法对发数申请进行授权；具体包括：

步骤S1)各个路由端口的输出虚拟通道已被分配一个初始化的优先级P，并处于空闲等待状态；

步骤S2)当虚拟网络中的一个虚拟节点的输出仲裁子模块收到发数申请时，若仅有一个申请，则进入到发数状态发送数据，转入步骤S4)；若有两个及以上的申请时，即同一虚拟网络中数据发送产生冲突,则进入步骤S3)；

步骤S3)在判别状态中，比较申请所对应的虚拟节点的优先级，并选择优先级最高的申请进行授权，然后进入发数状态发送数据，转入步骤S4)；若申请所对应的虚拟节点的优先级相同，则按照默认的基础轮询顺序授权，并进入发数状态发数，转入步骤S4)；当各路申请的优先级都降低为0时，对各路申请重置初始化优先级，各虚拟节点回到初始化优先级；

步骤S4)在端口发数状态，若more_flag有效，说明数据发送冲突且已按照动态优先级轮询算法进行仲裁，则建立起数据通路的发送方虚拟节点每发送完一包数据，其对应的初始化优先级更新为P＝P-1，并返回到空闲等待状态，转入步骤S1)；若one_flag有效，说明仅有一个发送申请且无冲突，则数据发送结束返回到空闲等待状态，无需更新优先级。