[发明专利]一种支持FDIR功能的错误恢复系统

权利要求书

1.一种支持FDIR功能的错误恢复系统，设置在每个SpaceFibre节点数据链路层中；其特征在于，所述系统包括主控状态机、广播错误恢复通道、数据错误恢复通道和FCT错误恢复通道；

所述主控状态机，用于对广播错误恢复通道、数据错误恢复通道和FCT错误恢复通道进行状态控制；

所述广播错误恢复通道，用于根据主控状态机的状态，对广播数据进行正常发数备份、正确确认清除、以及错误确认清除和重发；

所述数据错误恢复通道，用于根据主控状态机的状态，对普通数据的正常发数备份、正确确认清除、以及错误确认清除和重发；

所述FCT错误恢复通道，用于根据主控状态机的状态，对FCT数据的正常发数备份、正确确认清除、以及错误确认清除和重发；

所述广播错误恢复通道包括：双端口的广播缓存RAM、广播地址FIFO和广播重发控制状态机；广播地址FIFO为FWFT型；

广播缓存RAM，用于存储广播组帧模块发送的原有的广播帧备份数据，以及重发的广播帧备份数据；

广播地址FIFO，用于对原有的广播帧备份数据进行地址标识记录，以及对重发的广播帧备份数据进行地址标识记录；所述广播地址FIFO对原有的广播帧备份数据进行地址标识记录的具体过程为：

当广播缓存RAM每写入一个字，写指针wr_ptr加1；当写到广播帧帧尾EBF时，对该帧存储位置进行标识；由于广播帧尾由4个字节组成，从低位到高位依次为EBF字符、状态STATUS、广播帧的序列号BC_seq和校验码CRC；构建一个广播帧的地址标识Addr＝{alter,wr_ptr,BC_seq}，在广播帧帧尾写入RAM的同时，对应的地址标识被写入广播地址FIFO；alter作为重发控制标识符，初始化为0，每重发一次alter进行一次翻转；

广播重发控制状态机，用于当主控状态机进入ACK状态时对已确认的广播帧备份数据进行清除，当主控状态机进入NACK状态时，先对已确认的广播帧备份数据进行清除，再对未确认广播帧备份数据采用重发控制算法进行重发；

当主控状态机进入ACK状态，所述广播重发控制状态机的具体处理过程包括：

步骤101)广播错误恢复通道由等待状态进入广播备份清除状态，读取广播地址FIFO的地址标识，获取广播缓存RAM中未被确认广播帧的最小序列号BC_seq＝Addr[7:0]，以及该广播帧的帧尾的RAM写入地址EBF_wr_ptr＝Addr[wr_ptr]；

步骤102)比较ACK中携带的SEQ和广播地址FIFO输出端口的BC_seq，BC_seq为未被恢复的首个广播帧的序列号，当BC_seq＝SEQ时，读出广播地址FIFO中的地址标识，同时更新读指针，令rd_ptr＝EBF_wr_ptr+1，即读指针指到下一广播帧的帧头，则该广播帧数据及其备份同时被清除；广播缓存RAM正常接收正在发送的广播帧；

步骤103)转入步骤102)，直至BC_seqSEQ，即清除完广播缓存RAM中剩余未被确认的广播帧，清除完毕后广播错误恢复通道返回等待状态；

当主控状态机进入NACK状态，所述广播重发控制状态机的具体处理过程包括：

步骤201)广播错误恢复通道由等待状态进入广播备份清除状态，读取广播地址FIFO的地址标识，获取广播缓存RAM中未被确认广播帧的最小序列号BC_seq＝Addr[7:0]，以及该广播帧的帧尾的RAM写入地址EBF_wr_ptr＝Addr[wr_ptr]；

步骤202)比较NACK中携带的SEQ和广播地址FIFO输出端口的BC_seq，BC_seq为未被恢复的首个广播帧的序列号，当BC_seq＝SEQ时，读出广播地址FIFO中的地址标识，同时更新读指针，令rd_ptr＝EBF_wr_ptr+1，即读指针指到下一广播帧的帧头，备份完正在发送的广播帧后，广播缓存RAM不再接收正常的广播备份；

步骤203)转入步骤202)，直至BC_seqSEQ，即清除完广播缓存RAM中剩余未被确认的广播帧，然后广播错误恢复通道进入重发状态，对alter重发控制符取反；

步骤204)向广播组帧模块提出重发申请，当收到广播组帧模块的使能信号后，对广播缓存RAM进行读取，rd_ptr＝rd_ptr+1，并发送到广播组帧模块进行重新组帧，直到读到广播帧帧尾；同时对广播组帧模块重新组帧的广播帧进行备份，重发的广播帧写入广播缓存RAM，同时在写到广播帧帧尾的时候，构建新的地址标识Addr＝{alter,wr_ptr,BC_seq}，并写入广播地址FIFO；

步骤205)读取广播地址FIFO的输出Addr，若Addr的最高位和现在的alter重发控制符相同，则说明广播缓存RAM中全为重发的广播帧备份数据，原有的广播帧备份数据已全部被重发，重发过程结束则广播错误恢复通道返回到等待状态，并产生BC_resend_done指示信号；否则说明广播缓存RAM中仍有未被重发的广播帧备份，则广播错误恢复通道跳到重发状态，进入步骤204)；

所述数据错误恢复通道包括：双端口的数据缓存RAM、数据地址FIFO和数据重发控制状态机；数据地址FIFO为FWFT型；

数据缓存RAM，用于存储数据组帧模块发送的原有的数据帧备份数据，以及重发的数据帧备份数据；

数据地址FIFO，用于对原有的数据帧备份数据进行地址标识记录，以及对重发的数据帧备份数据进行地址标识记录；所述数据地址FIFO对原有的数据帧备份数据进行地址标识记录的具体过程为：

当数据缓存RAM每写入一个字，写指针wr_ptr加1；当写到数据帧帧尾EDF时，对该帧存储位置进行标识；由于帧尾EDF由4个字节组成，从低位到高位依次为EDF字符、数据帧的序列号Data_seq以及16位的校验码CRC；构建一个数据帧的地址标识Addr＝{alter,wr_ptr,Data_seq}，在数据帧帧尾写入RAM的同时，对应的地址标识被写入数据地址FIFO；alter作为重发控制标识符，初始化为0，每重发一次alter进行一次翻转；

数据重发控制状态机，用于当主控状态机进入ACK状态时对已确认的数据帧备份数据进行清除，当主控状态机进入NACK状态时，先对已确认的数据帧备份数据进行清除，再对未确认的数据帧备份数据采用重发控制算法进行重发；

当主控状态机进入ACK状态，所述数据重发控制状态机的具体处理过程为：

步骤301)数据错误恢复通道由等待状态进入数据备份清除状态，读取数据地址FIFO的地址标识，获取当前数据错误恢复缓存中未被确认数据帧的最小序列号Data_seq＝Addr[7:0]，以及该数据帧帧尾的RAM写入地址EDF_wr_ptr＝Addr[wr_ptr]；

步骤302)比较ACK中携带的SEQ和数据地址FIFO输出端口的Data_seq，Data_seq即为未被恢复的首个数据帧的序列号，当Data_seq＝SEQ时，读出数据地址FIFO中的地址标识，同时更新读指针，令rd_ptr＝EDF_wr_ptr+1，即读指针指到下一数据帧的帧头，则该数据帧数据及其备份同时被清除；数据缓存RAM正常接收正在发送的数据帧；

步骤303)转入步骤302)，直至Data_seqSEQ，即数据缓存RAM中剩余未被确认的数据帧；然后数据错误恢复通道返回等待状态；

当主控状态机进入NACK状态，所述数据重发控制状态机的具体处理过程为：

步骤401)数据错误恢复通道由等待状态进入数据备份清除状态，读取数据地址FIFO的地址标识，获取当前数据错误恢复缓存中未被确认数据帧的最小序列号Data_seq＝Addr[7:0]，以及该数据帧帧尾的RAM写入地址EDF_wr_ptr＝Addr[wr_ptr]；

步骤402)比较NACK中携带的SEQ和数据地址FIFO输出端口的Data_seq，Data_seq即为未被恢复的首个数据帧的序列号，当Data_seq＝SEQ时，读出数据地址FIFO中的地址标识，同时更新读指针，令rd_ptr＝EDF_wr_ptr+1，即读指针指到下一数据帧的帧头，则该数据帧数据及其备份同时被清除；备份完正在发送的数据帧后，数据缓存RAM不再接收正常的数据备份；

步骤403)转入步骤402)，直至Data_seqSEQ，即数据缓存RAM中剩余未被确认的数据帧，数据错误恢复通道进入重发状态，并对alter重发控制符取反；

步骤404)若广播帧和FCT控制字重发均结束，向数据组帧模块提出重发申请，当收到数据组帧模块的使能信号后，对数据缓存RAM进行读取，rd_ptr＝rd_ptr+1，并发送到数据组帧模块进行重新组帧，直到读到数据帧帧尾；同时对数据组帧模块重新组帧的数据帧进行备份，重发的数据帧写入数据缓存RAM，同时在写到数据帧帧尾的时候，构建新的地址标识Addr＝{alter,wr_ptr,Data_seq}，并写入数据地址FIFO；

步骤405)读取数据地址FIFO的输出Addr，若Addr的最高位和现在的alter重发控制符相同，则说明数据缓存RAM中全为重发的数据帧备份数据，原有的数据帧备份数据已全部被重发，重发过程结束数据错误恢复通道返回到等待状态，并产生Data_resend_done指示信号；否则说明数据缓存RAM中仍有未被重发的数据帧备份，则数据错误恢复通道跳回重发状态，进入步骤404)；

FCT错误恢复通道包括：FCT错误恢复缓存FIFO和FCT重发控制状态机；FCT错误恢复缓存FIFO为FWFT型；

FCT错误恢复缓存FIFO，用于对FCT生成模块发送的原有的FCT备份数据进行存储，以及对重发的FCT备份数据进行存储，其中根据FCT控制字格式可得FCT_seq＝FCT[23:16]；FCT重发控制中需要一个alter重发控制符，当有效的FCT数据备份时，构造新的FCT格式：New_FCT＝{alter,FCT}；alter重发控制符初始化为0，每重发一次alter进行一次翻转；

FCT重发控制状态机，用于当主控状态机进入ACK状态时对已确认的FCT备份数据进行清除，当主控状态机进入NACK状态时，先对已确认的FCT备份数据进行清除后，再对未确认FCT备份采用重发控制算法进行重发；

当主控状态机进入ACK状态，所述FCT重发控制状态机的具体实现过程为：

步骤501)FCT错误恢复通道由等待状态进入FCT备份清除状态，读取FCT错误恢复缓存FIFO的输出端口，获取当前FCT错误恢复缓存FIFO中未被确认FCT的最小序列号FCT_seq＝FIFO_out[23:16]；

步骤502)比较ACK中的SEQ和FCT错误恢复缓存输出端口的FCT_seq，当FCT_seq＝SEQ时，说明FCT错误恢复缓存FIFO中仍有已成功确认的FCT需要被清除，使能FIFO_rd＝1，读出使FCT_seq＝SEQ的所有FCT并丢弃，则原有的FCT备份数据被清除，FCT缓存正常接收正在发送的FCT；

步骤503)转入步骤502)，直至FCT_seqSEQ，即FCT错误恢复缓存FIFO中剩余未被确认的FCT，清除完毕后则FCT错误恢复通道返回等待状态；

当主控状态机进入NACK状态，所述FCT重发控制状态机的具体实现过程为：

步骤601)FCT错误恢复通道由等待状态进入FCT备份清除状态，读取FCT错误恢复缓存FIFO的输出端口，获取当前FCT错误恢复缓存FIFO中未被确认FCT的最小序列号FCT_seq＝FIFO_out[23:16]；

步骤602)比较NACK中的SEQ和FCT错误恢复缓存输出端口的FCT_seq，当FCT_seq＝SEQ时，说明FCT错误恢复缓存FIFO中仍有已成功确认的FCT需要被清除，使能FIFO_rd＝1，读出使FCT_seq＝SEQ的所有FCT并丢弃，则原有的FCT备份数据被清除；备份完正在发送的FCT后，FCT错误恢复缓存FIFO不再接收正常的数据备份；

步骤603)转入步骤602)，直至FCT_seqSEQ，即FCT错误恢复缓存FIFO中剩余未被确认的FCT，则FCT错误恢复通道进入重发状态，并对alter重发控制符取反；

步骤604)若广播帧重发结束，向FCT生成模块提出重发申请，当收到FCT生成模块的使能信号后，对FCT错误恢复缓存FIFO进行读取，并发送到FCT生成模块进行重新生成；同时对FCT生成模块重新生成的FCT数据进行备份，构建新的FCT备份格式New_FCT＝{alter,FCT}，并写入FCT错误恢复缓存FIFO；

步骤605)当FCT错误恢复缓存FIFO输出端口输出的数据最高位和现在的alter重发控制符相同，则说明FCT错误恢复缓存FIFO中全为重发的FCT备份，原有的FCT已全部被重发，重发过程结束则FCT错误恢复通道返回等待状态，并产生FCT_resend_done指示信号；否则说明FCT错误恢复缓存FIFO中仍有未被重发的FCT备份，则FCT错误恢复通道跳到重发状态，进入步骤604)。

2.根据权利要求1所述的支持FDIR功能的错误恢复系统，其特征在于，当本地节点的数据备份和数据发送并行执行且无延迟；则主控状态机处于正常发数备份状态；

当本地节点收到ACK，主控状态机进入ACK处理状态；则各个错误恢复通道能够同时独立清除各自备份中小于等于SEQ的数据备份，其中，SEQ为ACK中所携带已成功接收的序列号；

当本地节点收到NACK，主控状态机进入NACK处理状态；则各个错误恢复通道首先进入数据清除状态，各个错误恢复通道能够同时地清除各自备份中小于等于SEQ的数据备份，其中，SEQ为NACK中所携带已成功接收的序列号；然后进入数据重发状态，首先重发广播信息，重发结束后产生广播重发结束信号BC_resend_done，然后重发FCT控制字，重发结束后产生FCT重发结束信号FCT_resend_done，最后重发数据控制字，重发结束后产生数据重发结束信号Data_resend_done；当各路错误恢复通道数据重发都结束后，主控状态机恢复到正常发数备份状态，重发操作结束。