[发明专利]一种多光纤输入队列的自适应轮询调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多光纤输入队列的调度方法。

背景技术

雷达系统中，数字中频、数字视频、脉冲描述字等数据往往以光纤数据流的形式输入，通过协议转换，将数据传输到系统总线上，供其他子系统调取使用。由于光纤数量众多，常常出现多路光纤竞争同一总线入口的情况，这时就需要为光纤数据排队并加入调度器，分配总线端口的使用权。同时，雷达系统数据类型多，实际流量不一，实时性要求不一，给调度器的逻辑设计带来很大困难。

传统的先入先出(FIFO)，严格优先级(SP)，加权公平队列(WFQ)等多输入算法无法保证同时对多类型数据带宽、延时的要求。当前调度管理和总线控制技术的常用处理方法是为每一类型的数据配置相应的服务质量、最大分组长度等参数以适应不同的带宽、延时要求。在多输入队列具备成熟、标准协议的情况下该方法较为适用，但对于没有固定协议的自定义光纤数据来说，其参数如何合理配置成为棘手的问题。解决的办法是设计一种自适应加权机制，通过考察延时、队列拥堵情况和数据包平均长度，自适应的修改轮询次序、分配权重和信元长度，以求达到最优分配。

本发明提出了一种多光纤输入队列的自适应轮询调度方法，以FPGA为基础，使用自适应的加权差额轮询算法(WDRR)，为光纤数据队列动态分配总线端口使用权。FPGA强大的并行处理能力，非常适合多输入队列调度算法的应用。

发明内容

本发明提出了一种多光纤输入队列的自适应轮询调度方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：FPGA使用GTX接收N路光纤数据缓存进相应的FIFO，形成队列A₁～A_N，每个队列分配的权重Q_i，初始差额计数D_i和信元长度C_i相同。开始轮询，查看当前队列A_i的FIFO情况。若当前队列为空，则跳过该队列，并将差额计数D_i置0；若当前队列不为空，则为队列加入权重，即D_i＝D_i+Q_i。此时若D_i大于等于C_i，则发送长度为C_i的数据到总线上，并将该长度从差额中减去，即D_i＝D_i-C_i，开始下一次比较；此时若D_i小于C_i，则进入下个队列。

实时查询每个队列中FIFO的状态，如果队列A_i的FIFO缓存数据量大于一定阈值，则认为出现了拥堵，需要增大分配给本队列的带宽，即增加权重Q_i′，以此实现了动态的总线带宽分配。

在每个轮询循环中，监测队列Ai的最大延时σ_i，并按照各队列延时系数η_i＝σ_i/τ_i由按降序排列，下一次轮询循环即按照该次序进行，这样就将实时性强的队列轮询次序提高，而对延时不敏感的队列次序降低。

在每个轮询循环中同时使用指数平均移动来估计各队列数据包平均长度。一次轮询完成后，更新信元长度其中L_i为本次轮询中队列i的估计数据包长度，C_max为总线上最大信元长度，以此提高总线利用率。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述。

附图说明

附图1是多光纤输入队列的轮询调度的整体构成图。

附图2是轮询流程图。

具体实施方式

本发明主要用于多光纤输入队列的轮询调度。该方法使用自适应加权差额轮询调度方法，根据各队列状态，动态调整队列的分配权重，信元长度和轮询次序，由FPGA实现完成，如附图1所示，具体实施方法为：