[发明专利]基于DDR3 SDRAM的队列管理方法、介质、设备

说明书

本发明属于卫星通信技术领域，公开了一种基于DDR3SDRAM的队列管理方法、介质、设备，将用于存储数据分组的片外DDR3SDRAM的缓存空间根据队列数目静态划分N个大小相等的固定缓存区间；为每一个固定缓存区设置一个写指针Wsubgt;i/subgt;与一个读指针Rsubgt;i/subgt;，写指针Wsubgt;i/subgt;与读指针Rsubgt;i/subgt;的更新分别对应着数据分组的入队与出队操作；在数据分组入队时，执行相关的入队处理操作；在数据分组出队时，执行相关的出队处理操作。本发明实现了星载交换机使用片外DDR3SDRAM针对高速分组业务的队列管理方案。本发明降低了缓存信息FPGA片内存储所占用的资源，提高了DDR3SDRAM缓存空间的利用率。

技术领域

本发明属于卫星通信技术领域，尤其涉及一种基于DDR3 SDRAM的队列管理方法、介质、设备。

背景技术

目前，卫星通信以其广阔的覆盖范围、稳定可靠的性能、灵活机动的接入、大容量宽频带、成本对距离不敏感等优点，在全球互联网中扮演着愈加重要的角色。目前互联网成爆炸性增长，网络规模与网络的用户数量不断增大，业务类型也在不断增加，数据流量呈现高负载、高带宽、高突发、流量复杂等诸多特点，对当前卫星互联网系统容量、传输速率以及服务质量保障提出了更高的要求。而星载交换机作为网络节点的核心设备，其性能直接影响着卫星互联网所能提供的时延、吞吐量等重要性能参数，在很大程度上制约了卫星互联网的发展。由于星载交换机的带宽与存储资源十分有限，而DDR3 SDRAM具有存储容量大、读写速度快等优点，为了满足数据业务的高速传输，FPGA外挂的DDR3SDRAM越来越多的被应用于交换机中队列管理器的设计当中。研究基于DDR3的星载交换队列管理方案，使用DDR3作为数据缓存区，不仅可以有效减的少FPGA片内资源消耗，有效的对大量业务流进行管理，同时采用队列管理技术也可以进一步提高DDR3的总线利用率，兼顾了交换机高吞吐率的要求和星载交换机存储资源珍贵的实际情况，具有重要的研究意义。现有相关的专利技术如下：西安电子科技大学在其申请的专利文献“基于定长单元存储变长分组的队列管理方法及设备”(公开号CN 102377682 B)中公开了一种队列管理方法及设备。该方法在基于定长单元存储变长分组的基础上，将队列存储空间划分成等大小的基本缓存单元，并为每个单元设置一个缓存描述符，将这些描述符存在缓存描述符存储表中形成链表。但是现有技术按照进行划分定长单元的方式进行队列管理，由于DDR3容量大，定长单元的存储空间一般会大于片内定长存储单元大小，在用来存储变长数据帧时会成较多的内部碎片，共享缓存的利用率下降。定长单元的缓存信息与存储数据分组信息均存储在FPGA片内，会占用较多的片内资源，导致片内的存储资源紧张，进而影响交换机的数据处理效率，片外缓存的优越性无法体现。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现有技术按照进行划分定长单元的方式进行队列管理，由于DDR3容量大，定长单元的存储空间一般会大于片内定长存储单元大小，在用来存储变长数据帧时会成较多的内部碎片，共享缓存的利用率下降。

(2)现有技术中定长单元的缓存信息与存储数据分组信息均存储在FPGA片内，会占用较多的片内资源，导致片内的存储资源紧张，进而影响交换机的数据处理效率，片外缓存的优越性无法体现。

解决以上问题及缺陷的难度为：需要设计新的存储结构将现有技术中存放在FPGA内部的缓存信息与存储数据分组信息存放到DDR3缓存中，以减少对FPGA内部资源的占用，且不能影响数据分组的正常存取；同时该结构需要在区分多个队列的同时减少定长单元存储产生的缓存碎片，提升缓存利用率。

解决以上问题及缺陷的意义为：将数据分组及相关信息存放在片外大容量的DDR3缓存中，有利于减少对FPGA片内资源的占用，容易实现更高交换容量、更多端口的分组交换机，并且使用大容量的片外缓存提升了大容量分组交换机的可靠性，可以容忍更长时间的数据突发传输。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于DDR3 SDRAM的队列管理方法、介质、设备。