[发明专利]协处理器

说明书

技术领域

本发明涉及一种协处理器，更具体地，是关于通信中协议控制帧处理场合下，一个采用以CAM划分多段程序段的通用的协处理器的设计。

背景技术

现有的精确时钟同步协议包括IEEE1588和802.1as等PTP协议(Precise Time Protocol，精确时钟协议)。这类协议的特点是作为协议控制帧，帧流量比较小，但是控制帧的类型较多，同时包含有一定的算法需要计算处理。一个通常的做法是需要外部的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)来执行命令，处理帧的分析，算法的计算，组帧等处理，虽然外部CPU的处理能力一般比较强劲，但是因为存在接口I/O(Input/Output，输入/输出)的较多较慢响应的操作，极大浪费了外部宝贵CPU资源。另一种通常做法是在PTP协议模块中使用本地CPU，例如MIPS或ARM，作为协处理器，除了商用CPU需要授权外，还有因为商用的CPU注重的是流水线和效率等设计，一般都有复杂的指令，所以资源占用较多，这样其实是对芯片资源的一个极大的浪费；同时通常的协处理器，对指令的执行触发有中断和查询等常规的方式但并没有外围模块，不得不在作为协议处理器的时候，外围设计添加较多的模块来配合中断等工作。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术对资源浪费的缺陷，提供一种协处理器。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

本发明提供一种协处理器，其特点是，包括：PTP协议引擎和PTP收发模块；

所述PTP协议引擎包括：事件源处理仲裁器和协议协处理器，所述PTP收发模块包括：PTP发送处理模块和PTP接收处理模块；

所述事件源处理仲裁器配置有事件源和程序段的对应关系，用于以CAM输入为事件源，执行与命中的CAM对应的程序段，命中的CAM的index地址指示程序段的基地址；

所述协议协处理器用于执行若干指令；

所述PTP发送处理模块具备可供所述协议协处理器访问的接口及模块以及可供外部CPU接口访问的接口及模块；

所述PTP接收处理模块具备可供所述协议协处理器访问的接口及模块。

CAM(Content Addressable Memory，内容可寻址存储器)通常作为对帧的特定域(内容)是否命中，来过滤出需要的帧，也可以通过内容和地址的关系来做帧字段域的转化，例如全局port端口号和本地port端口号的转换等等工作。所述PTP发送处理模块和所述PTP接收处理模块能够灵活地配置与修改。本技术方案是对CAM的一个全新的衍生应用，基于协议控制帧处理的特点，以CAM的命中作为程序段触发，有效把协议控制帧的事件源和程序执行段结合起来，并且最大可能地保持事件源和程序执行段的可配置性，降低芯片资源。本发明除了需要外部CPU作初始化外，在正常的工作过程中，完全由协处理器自身处理协议控制帧，实现了协议处理器为主CPU完全offload(去负荷)。

较佳地，所述指令包括以下指令的一种或多种：

程序段尾指示指令：用于管理程序的执行地址位置和内部状态控制位；

查CAM指令：用于配置CAM输入命中的CAM；

读指令；

写指令；

加指令；

减指令；

空指令。

较佳地，可供所述协议协处理器访问的模块包括发送帧配置RAM、发送任务FIFO和发送返回FIFO中的一种或多种；

和/或，可供外部CPU接口访问的模块包括发送帧配置RAM；

和/或，可供所述协议协处理器访问的模块包括接收任务FIFO、接收帧缓存和PTP帧过滤模块中的一种或多种。

较佳地，所述PTP协议引擎还包括总线选择器，所述协议协处理器通过所述总线选择器分别与所述PTP发送处理模块和所述PTP接收处理模块连接。

较佳地，所述协处理器还包括帧预处理模块，所述PTP接收处理模块通过所述帧预处理模块与以太网MAC连接。

较佳地，所述PTP发送处理模块还用于提供与以太网MAC适配的预处理模块。

较佳地，所述PTP收发模块还包括时间戳(Timestamp)发生器，所述时间戳发生器分别与所述PTP发送处理模块和所述PTP接收处理模块连接，以提供时间戳。

较佳地，所述事件源包括：至少一时间计数器、收帧和发帧中断、程序段尾查CAM事件。