[发明专利]一种基于非压缩传输协议的交换芯片及交换设备

说明书

技术领域

本发明属于安防监控领域，尤其涉及一种基于非压缩传输协议的交换芯片和交换设备。

背景技术

目前视频数据在交换机中进行交换时，交换机可选用的交换结构有以下几种：

1、共享总线交换结构：共享总线交换结构的各个模块共享同一背板总线结构，每个入端通过输入处理部件连接到总线上，每个出端通过输出处理部件连接到总线上。各路输入交换数据经过输入处理部件，再经过总线由输出处理部件取出，形成各路输出信号。总线采用时分方式划分时隙分配给每个输入部件。

由于共享总线的背板带宽被所有的子卡所共享，所有的子卡共同竞争同一背板带宽，从而带来了额外的延时，不利于实时性的提高。同时由于多个子卡通过总线进行连接，从而该总线的电气特性较为复杂。在高速总线中，复杂的电气连接将带来无法估量的电反射，该反射将极大的影响到通信的质量。所以，此种背板不适于工作在高于10Gbit/S的系统中。

2、共享存储器(RAM)交换结构：该交换结构使用大量的高速RAM来存储输入数据，同时依赖中心交换引擎来提供全端口的高性能连接，由核心引擎检查每个输入包以决定路由。

这类交换结构设计上比较容易实现，但在交换容量扩展到一定程度时，内存操作会产生延迟。且随着交换机端口的增加，单片存储器已很难达到所需要的带宽，解决办法一般是使用多端口存储器，但高速大容量的多端口存储器价格昂贵。在成本受控的设计中很难采用。

3、交叉开关矩阵(Crossbar)交换结构：Crossbar结构可以同时提供多个数据通路。一个Crossbar结构由N×N交叉矩阵构成。当交叉点闭合时，数据就从输入端输出到输出端。交叉点的打开与闭合是由调度器来控制的。因此，Crossbar结构的速度取决于调度器的速度。调度器是Crossbar交换结构的核心，它在每个调度时隙内收集各输入端口有关数据包队列的信息，经过一定的调度算法得到输入端口和输出端口之间的一个匹配，提供输入端口到输出端口的通路。

由于Crossbar交换结构中子卡到交换结构的物理连接为点到点连接，这使得背板可以高速工作，从而解决了背板的速度受限问题。它的结构可以支持多个连接同时以最大速率传输数据，从而极大的提高了整个系统的吞吐量，可实现内部无阻塞。

但在非压缩传输网络中，请求用户与主机已建立通讯链路，在Crossbar交换结构中再设计调度算法，并采用调度器，将增加其实现成本及实现复杂度。因此，需要提供一种基于非压缩传输协议下的网络交换结构，以保证视频数据实时传输的质量及速度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非压缩传输协议交换芯片，旨在解决现有技术中存在的在非压缩传输网络中，数据交换的实现成本和复杂度较高的问题。

本发明的另一目的在于提供一种交换设备。

本发明是这样实现的，一种非压缩传输协议交换芯片，所述交换芯片包括：

多个并行的接收处理模块，用于补偿输入帧信号的相位差，提取所述帧信号的信令字段、开销字段及公务字段，并将帧信号同步后输出；

帧同步监测模块，用于接收接收处理模块送来的同步状态报告，采集当前的同步状态，并将当前的同步状态报告给片外CPU；

误码监测模块，用于收集来自接收处理模块的差错检测统计结果，根据差错检测统计结果生成差错的种类报告给片外CPU；

信令监测模块，用于接收来自接收处理模块的公务字段、信令字段及开销字段；

共享存储器模块，用于接收信令检测模块输出的开销字段，进行开销字段的交换；

多个并行的发送处理模块，用于将交换后的图像重新生成帧信号，与共享存储器连接，将帧信号中插入公务字段、开销字段、信令字段、同步头及校验字节后输出；

存储转发模块，用于存储出端口和入端口的连接信息；以及

交叉矩阵模块，用于根据所述存储转发模块存储的出端口和入端口的连接信息，接收对应接收处理模块输出的帧信号，并将所述帧信号交换至对应的发送处理模块。

所述接收处理模块包括：

先进先出队列模块，用于对所接收到的帧信号的相位差进行补偿；

解码模块，用于对相位差补偿后的帧信号进行解码；

帧同步提取模块，用于提取解码过后的帧信号中的帧同步信号，产生帧同步脉冲；

差错检测模块，用于接收的同步后的帧信号及同步头进行差错检测，并统计检测结果；

公务及信令提取模块，用于根据帧同步脉冲定位帧信号中的公务字段及信令，并且下载帧信号中的公务字段、信令字段、帧定位信号以及开销字段。