[发明专利]一种基于AXI4总线的FCoE协议加速引擎IP核

权利要求书

1.一种基于AXI4总线的FCoE协议加速引擎IP核，其特征在于，所述协议加速引擎IP核包括发送模块和接收模块，其中：

所述发送模块包括发送帧封装单元TFCoE_LEP、发送描述符与寄存器管理单元TD/RM、发送帧FIFO单元TFIFO、发送队列选择单元TQS、发送buffer单元TBUFFER和发送AXI4总线单元TAXI4；其中所述发送帧封装单元TFCoE_LEP用于完成待发送帧的封装，所述发送描述符与寄存器管理单元TD/RM用于管理整个发送模块的描述符，所述发送帧FIFO单元TFIFO用于缓冲封装完成的FCoE帧，所述发送队列选择单元TQS用于为不同的帧类型选择合适的发送队列和描述符，所述发送buffer单元TBUFFER用于缓存PCI-E存储域与发送模块之间交互的帧和描述符，所述发送AXI4总线单元TAXI4用于实现FCoE网络适配器CPU对发送模块的控制以及用于IP核内部TBUFFER与通过总线和本IP核连接的其他IP核的数据交互；

所述接收模块包括帧解封装单元RFCoE_LEP、接收描述符与寄存器管理单元RD/RM、接收帧FIFO单元RFIFO、接收队列选择单元RQS、接收buffer单元RBUFFER和接收AXI4总线单元RAXI4；其中所述帧解封装单元RFCoE_LEP用于完成接收帧的解封装，所述接收描述符与寄存器管理单元RD/RM用于管理整个接收模块的描述符和寄存器，所述接收帧FIFO单元RFIFO用于缓冲10G以太网MAC控制器xge_mac传递到IP核的帧，所述接收队列选择单元RQS用于为合适的帧类型选择合适的接收队列和描述符，所述接收buffer单元RBUFFER用于缓存主机与接收模块之间交互的帧和描述符，所述接收AXI4总线单元RAXI4用于实现FCoE网络适配器CPU对接收模块的控制以及用于本IP核与其他IP核的数据交互。

2.根据权利要求1所述的基于AXI4总线的FCoE协议加速引擎IP核，其特征在于，所述IP核建立在AXI4总线基础之上，由FCoE网络适配器CPU进行控制。

3.根据权利要求1所述的基于AXI4总线的FCoE协议加速引擎IP核，其特征在于，所述IP核的发送模块的各子模块具体用于：

（3.1）TFCoE_LEP用于完成待发送帧的封装；TFCoE_LEP从发送队列选择单元获取帧信息，为待发送帧形成帧头帧尾、CRC校验码，并封装成完整的FCoE帧；

（3.2）TD/RM用于管理整个发送模块的描述符和寄存器；TD/RM首先向FCoE网络适配器CPU申请预取一定量的描述符，之后监控各发送队列中描述符的使用情况，当满足描述符可用阈值时产生中断，向FCoE网络适配器CPU申请重新获取可用的描述符块和数据块，同时上传帧封装完成的描述符域；FCoE网络适配器CPU会在软件初始化时向TD/RM传递寄存器信息，由TD/RM完成发送模块的寄存器配置，寄存器包括描述符相关寄存器、DMA参数寄存器、发送模块各子单元寄存器；

（3.3）TFIFO用于作为发送模块与xge_mac的缓存，为分别处于协议加速引擎和xge_mac两个时钟域的待发送帧进行同步；TFIFO工作在两个时钟域：xge_mac时钟域和IP核时钟域；

（3.4）TQS用于根据各发送队列待发送帧的类型，从多个发送队列中选出一个发送队列进行发送；TQS通过访问TBUFFER的描述符存储域，获取当前FCoE发送描述符的信息，传送给TFCoE_LEP；FCoE帧的发送描述符结构包括FCoE帧在TBUFFER存储的位置、VLAN信息、帧长度及发送状态；

（3.5）TBUFFER用于缓存待发送的数据及其描述符；在FCoE网络适配器CPU控制下将待发送数据块及描述符块转移至TBUFFER；TBUFFER将待发送数据块放在数据存储域，将发送描述符块放在描述符存储域；TBUFFER用于对分别处于AXI4总线和协议加速引擎两个不同时钟域的数据进行同步；TBUFFER工作在两个时钟域：AXI4总线时钟域和IP核时钟域；

（3.6）TAXI4用于将协议加速引擎IP核的发送模块封装成AXI4接口；TAXI4提供两种接口：AXI4-lite接口和AXI4接口；AXI4-lite接口用于实现FCoE网络适配器CPU对发送模块的控制，AXI4接口用于实现TBUFFER与PCI-E总线之间数据块和描述符块的交换。

4.根据权利要求1所述的基于AXI4总线的FCoE协议加速引擎IP核，其特征在于，所述IP核接收模块具体包括以下子单元：

（4.1）RFCoE_LEP用于完成已接收FCoE帧的解封装；RFCoE_LEP提取帧的关键信息并发送至RQS，同时完成FC-2层CRC的硬件校验；RFCoE_LEP将通过校验的帧FC数据发送到RBUFFER中；

（4.2）RD/RM用于管理整个接收模块的描述符和寄存器；RD/RM首先通过FCoE网络适配器CPU申请一定的预取描述符，在启动帧接收之后监控各接收队列中描述符的使用情况，当满足描述符中断阈值时产生中断，向FCoE网络适配器CPU申请获取新的可用描述符块，同时上传已用描述符域和存放在RBUFFER中的已接收帧；FCoE网络适配器CPU在软件初始化时向RD/RM传递要配置的寄存器信息，RD/RM完成接收模块的寄存器配置，寄存器包括描述符相关寄存器DMA参数寄存器发送模块各子单元寄存器；

（4.3）RFIFO用于作为接收模块与xge_mac的缓存，为处于协议加速引擎和xge_mac两个不同时钟域的接收帧实现同步；RFIFO工作在两个时钟域：xge_mac时钟域和协议加速引擎时钟域；

（4.4）RQS用于根据RFCoE_LEP提取的帧信息判断当前帧所属的类型，为待接收的帧分配相应的接收队列，实现同一类型的帧在存储域的聚合；接收队列选择单元从RBUFFER的描述符域中获取一个可用FCoE接收描述符，将帧信息填充至描述符；FCoE帧接收的描述符结构包括帧在RBUFFER的存储位置、帧长度、接收状态及VLAN信息等；

（4.5）RBUFFER用于缓存接收的数据及其描述符，RBUFFER由接收描述符域和数据域两部分组成；RBUFFER中的接收数据块及已用描述符块在FCoE网络适配器CPU的控制下转移出协议加速引擎IP核；RBUFFER用于对分别处于协议加速引擎和AXI4两个不同时钟域的数据进行同步；RBUFFER工作在两个时钟域：AXI4总线时钟域和协议加速引擎时钟域；

（4.6）RAXI4用于将协议加速引擎接收模块封装成AXI4接口；RAXI4提供两种接口：AXI4-lite接口和AXI4接口；AXI4-lite接口用于实现FCoE网络适配器CPU对接收模块的控制和寄存器读写，AXI4接口用于实现RBUFFER与PCI-E总线之间数据块和描述符块的交换。