[发明专利]一种片内、片外存储器按流量动态调度分包数据的方法

说明书

技术领域

本发明属于数据通信领域，涉及一种分包数据的动态调度方法，具体应用FPGA（现场可编程门阵列）芯片设计分包交换数据在高速通道向低速通道存储转发转换过程中，根据分包数据流量的不同在芯片内部SRAM(静态随机存储器)和片外SDRAM（同步动态随机存储器）动态切换存储并调度，实现低数据流量时应用内部存储器高速、稳定调度，高数据流量时应用片外存储器调度。

背景技术

数据通信方式具有电路交换、分组交换、报文交换等多种方式，其中分组交换和报文交换都需要进行存储转发操作，此外，工业领域多种数据转发及处理都要涉及到存储转发操作，尤其是高速数据通道的数据向低速数据通道进行转发时，如以太网数据处理、视频数据处理等。

对于出口及入口速率不对等进行的数据存储转发操作，应用现场可编程门阵列进行设计是高效和通用的方式，现场可编程门阵列内部具有静态随机存储器，具有操作全双工、高速、可靠但容量小的特点，大容量的存储转发一般应用同步动态随机存储器进行片外存储，具有容量大、半双工、速度较静态随机存储器低且是片外操作依赖同步动态随机存储器本身性能的特点。

普遍地，数据传输出入口速率不对等而采用片外同步动态随机存储器的方式进行处理具有以下不足：

1.通过片外同步动态随机存储器调度数据会增加传输时延，对传输视频、语音等实时性要求高的应用会有影响。

2.现场应用如静电、感应雷等因素会引起同步动态随机存储器出现挂死现象，从而导致数据传输故障，需重新上电或更换芯片解决问题。

3.实际应用时高速数据入口往往具有瞬时数据持续时间短，以间歇性迸发为主的特点。

发明内容

一种片内、片外存储器按流量动态调度分包数据的方法，该方法将入口瞬时高速数据包首先缓存到现场可编程门阵列高速片内存储器中，出口低速上载缓存空时将一个数据包从片内存储器上载，数据流量统计机制判断片内存储器将满时，新的入口数据包将被存储到片外存储器中，切换保护机制保证片内、片外存储器缓存的数据被依次上载到低速出口上载缓存中，片外存储器空后，新的入口数据包会切换到片内存储器存储。

一种片内、片外存储器按流量动态调度分包数据的方法，其实现步骤为：

步骤1.瞬时高速数据包优先使用片内存储器缓存数据，而控制缓存调度的数据写入判决器会实时监控片内缓存使用情况。

步骤2.当数据写入判决器检查到片内缓存使用到达预设的阈值后，会在本帧数据缓存结束后，将片内存储器状态标记为已满。

步骤3.新的数据包到达后，数据写入判决器监测到片内存储器已满，会自动将数据流切换到片外存储器缓存。

步骤 4.在高速数据缓存的同时，低速数据接口必然会产生数据读出请求；数据读出判决器优先检查片内存储器中是否有数据存在，若存在，则将数据连续性读出，放入下一级的低速数据接口缓存，直至将片内存储器读空。

步骤5.当片内存储器被读空后，数据读出判决器将片内存储器状态标记为已空，在读取下一帧数据时自动切换到片外存储器，直至将片外存储器读空。

步骤 6.此时数据写入判决器将又检查到片内存储器为空，重复进行步骤1的写入操作，进入下一轮的调度操作。

采用本发明设计片内、片外存储器按流量动态调度分包数据具有如下效果：

效果1. 优先使用片内存储器缓存数据，在数据流量较低的情况下，可仅使用片内高速存储器，提高系统实时性。

效果2. 即使片外存储器损坏，也可切换至片内存储器操作，在一些恶劣的环境中，最大限度的保证基本业务的稳定。

效果3. 基于本方法设计，同一设备可适应多种应用环境，而且在某些低速应用时，完全可以省去片外存储器，而无需改动系统。

附图说明

图1是分包数据流缓存结构图；

图2是片内、片外存储器动态调度流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步的说明：