[发明专利]一种基于视频传输的混合网络系统设计

说明书

本发明公开了一种基于视频传输的混合网络设计方法，在SOC上硬件为视频传输、光纤通道帧传输、以太网通信提供通路，软件部分为指令分析、图象帧拆解、整合、数据搬移提供处理程序。以太网通信系统向节点发送指令信息来实现PC对节点的指令控制，而使用光纤通道系统进行节点之间大量的数据传输来实现数据的高效传输，结合了以太网系统成本低廉、技术成熟、通用性强与光纤通道系统传输速率高、可以映射多种不同上层协议的优点。另外在以太网的协议栈移植中，对以太网帧的轮询检测进行了定时，减少了以太网通信对CPU的占用率。

技术领域

本发明涉及网络通信的数据传输领域，具体涉及一种以太网和光纤通道网络的混合设计方法。

背景技术

随着网络通信协议的不断发展，在SOC片上系统中使用网络通信来控制功能的应用变得越来越普遍，尤其是在工业领域上已经开始使用以太网控制系统来实现自动化的控制。以太网协议中的CSMA/CD是半双工协议，在数据传输时，存在载波监听和冲突检测，对于多个设备要同时发送信息时存在退避重传机制，而在退避机制中，退避时间通过退避算法进行随机产生，因此CSMA/CD半双工模式下的以太网通信的实时性是不可预测的，然而在全双工模式下则没有这个问题，通过两条导线进行点对点连接，已经是一种成熟、稳定的网络互联模式。

随着互联网时代的进步，电子信息产业的不断发展，多媒体的广泛应用使得人们对于数据的传递有了更高的要求，高速率、高带宽成为互联网发展的新趋势，因此光纤通道技术走入了人们的视野。光纤通道技术采用光纤作为物理介质进行信息的传输，然而光纤价格与传统以太网相比较为高昂。光纤通道对协议层次进行了划分和定义，FC-4层作为光纤通道提供了与上层应用的接口，定义了IPI、SCSI、IP、HIPPI等协议如何映射到光纤通道网络，因此光纤通道还具有可以映射多种不同上层协议的优点。

使用以太网通信系统向节点发送控制指令信息，使用光纤通道系统进行节点之间大量的数据传输，混合网络系统设计既可以发挥以太网成本低廉、技术成熟、通用性强的优点，又可以发挥光纤通道系统高速率、高可靠性、高吞吐量的特性。因此双网系统设计既可以节约成本，又能在满足需求的情况下实现高效的传输。

发明内容

本发明针对网络控制传输系统的设计提出一种基于视频传输的混合网络系统设计，实现PC对SOC节点的信息控制，SOC节点与SOC节点之间的高速数据传输。具体技术方案如下。

一种基于视频传输实例的混合网络系统架构，硬件电路的设计上，以太网部分包含MAC控制器。视频通路部分包含视频编解码芯片和VDMA模块。光纤通道部分包含光纤收发器和光模块。

软件程序的设计上，对以太网发送给节点的指令进行解析，对指令信息的字符串进行识别，置位与视频数据接收和发送的相关标志位。搬移进DDR3的图像帧进行拆解，拆解后的图像帧封装成光纤通道帧，或是将光纤通道帧进行解封装，重新整合成图像帧。

以太网对SOC节点进行视频传输配置，包括源地址和目的地址的配置以及当前节点的视频接收和发送标志位的配置。

HDMI格式的视频数据转换成RGB格式的图象数据通过VDMA搬移到CPU内存中后，接收到以太网对当前节点的视频允许发送配置后，VDMA中断处理程序将一帧图像拆解成多个光纤通道帧，其中目的地址、源地址根据以太网对发送和接收节点的配置进行封装。

光纤通道帧从CPU通过DMA搬移到光纤通道收发器模块后，再经过光模块将电信号转换成光信号，发送到光纤交换机进行转发，传输到目的节点SOC。

目的节点的SOC板卡对接收到的光纤通道帧搬移到CPU内存中，检测以太网对视频接收允许的标志位的配置，在视频允许接收的情况下，才会将光纤通道帧重新拼接成一帧图像帧，然后通过VDMA的发送缓存中，否则不会进行该操作。

接收节点重新整合成的图像帧通过VDMA搬移出去，转换成HDMI格式的数据输出到显示屏。