[发明专利]一种通道与业务动态匹配的DMA传输控制方法

说明书

本发明涉及一种通道与业务动态匹配的DMA传输控制方法，包括：PCIe接口控制进行PCIe接口的接收与发送控制，接收数据时与接收通道的动态匹配，发送数据时与发送通道的动态匹配，以及空闲接收缓存与可用发送缓存不足时，进行流量控制；传输通道控制包括接收通道与发送通道控制，进行各路DMA传输通道数据传输过程的传输控制，控制当前通道数据的传输过程，并向PCIe接口控制与业务逻辑提供当前传输通道的传输状态，完成PCIe接口控制与传输通道以及业务逻辑与传输通道的动态匹配；业务逻辑完成各个业务逻辑，以及进行动态匹配包含相应业务数据的接收通道以及动态匹配当前可用的空闲发送通道。

技术领域

本发明属于DMA技术领域，特别涉及一种FPGA逻辑实现的PCIe接口DMA传输控制方法。

背景技术

随着大数据时代的到来，越来越多的关键业务被移植到FPGA上，以提升系统的整体性能。为了适应海量业务的传输处理需求，很多系统使用包含FPGA的PCIe加速设备对业务数据进行传输处理加速。PCIe加速设备通常固化有限传输通道，为不同种类、不同优先级的业务提供具有针对性的传输控制服务。

在通常应用场景中，PCIe加速设备用于单一或很少种类的业务加速。此时，将一个或多个DMA传输通道与业务逻辑绑定，实现对业务数据的传输处理加速。

在特定应用场景中，待加速业务种类较多，无法进行DMA传输通道与业务逻辑的多对一或一对一绑定；各业务的使用频率不同，使得传输通道不能保持均衡的传输负载；同时，由于DMA传输通道与业务逻辑的高耦合，在业务逻辑变化时，不可避免地会导致相应DMA传输通道的更改；在输出与输入相关联的业务中，输入、处理与输出只能串行执行，影响系统整体性能。

发明内容

本发明是一种FPGA逻辑实现的，传输通道与业务逻辑多对多动态匹配的，适用于PCIe接口的DMA传输控制方法。

本发明一种通道与业务动态匹配的DMA传输控制方法，其中，包括：PCIe接口控制、传输通道控制以及业务逻辑；其中，PCIe接口控制进行PCIe接口的接收与发送控制，接收数据时与接收通道的动态匹配，发送数据时与发送通道的动态匹配，以及空闲接收缓存与可用发送缓存不足时，进行流量控制；传输通道控制包括接收通道与发送通道控制，进行各路DMA传输通道数据传输过程的传输控制，控制当前通道数据的传输过程，并向PCIe接口控制与业务逻辑提供当前传输通道的传输状态，完成PCIe接口控制与传输通道以及业务逻辑与传输通道的动态匹配；业务逻辑完成各个业务逻辑，以及进行动态匹配包含相应业务数据的接收通道以及动态匹配当前可用的空闲发送通道；PCIe接口控制包括：PCIe IP核、PCIe接收控制模块、PCIe发送控制模块、DMA相关寄存器与通用寄存器；PCIe IP核进行PCIe接口物理层与链路层的协议控制、数据缓存、中断控制以及配置空间的维护；PCIe接收控制模块进行事务层包的解析和处理、数据包的乱序处理、差错控制以及与接收通道的动态匹配；PCIe发送控制模块进行可用DMA发送通道的动态匹配、事务层包的封装以及根据配置自动裁剪事务层包；DMA相关寄存器，随数据一起通过DMA传输通道传输至业务逻辑与发送逻辑；PCIe接口数据接收、业务逻辑处理与PCIe接口数据发送同步进行，根据接口传输速率与业务处理速率的差异情况，调整传输通道与业务逻辑数量。

根据本发明的通道与业务动态匹配的DMA传输控制方法的一实施例，其中，PCIe接收控制模块收到宿主机的DMA传输请求；获取可用的DMA接收通道，若无可用通道，则向宿主机发送流量控制信息；根据最大读请求长度与最大负载长度，计算传输请求所需的PCIe读请求事务包数量，并发送相应数量的包给宿主机；接收并解析事务层包；判断当前包的合法性，若不合法，则丢弃处理，并报错；若当前包是合法的完成事务包，则处理接收顺序，转发完成事务包的数据到接收通道；判断接收是否完成，否则继续等待接收解析事务层包。