[发明专利]一种分层的缓存控制器、控制方法及控制设备

说明书

本发明提供了一种分层的缓存控制器、控制方法及控制设备，采用分层次的控制方式，先通过数据节点描述符将数据节点管理起来，然后通过标签描述符将数据包和数据节点链对应起来，最后以标签作为调度的最小单位。本发明提供的数据处理方式，在数据包的层次实现发送队列的管理，整个缓存数据控制方面更加清晰，降低了数据包的数据处理成本。

技术领域

本发明涉及集成电路设计及集成电路数据处理领域，可应用于FPGA或者ASIC设计中需要以数据包为单位进行缓存管理、缓存控制中，尤其适用于通信相关芯片实现中，特别涉及一种分层的缓存控制器、控制方法及相关的控制设备。

背景技术

现有技术采用基于数据节点的缓存管理结构，在这种常规结构中，只有数据节点一层管理控制结构，在需要基于数据包进行管理及控制的结构中，例如发送单队列、基于优先级的队列或者基于数据流的队列等的结构中，现有技术将所有的数据节点都放入队列中，在调度时看到的是数据节点，在发送过程中维护数据包的完整性。这种结构虽然只有一种数据结构，但是在模块功能划分上不清晰，将所有的数据节点都放入到队列中，使得队列的规模变得庞大，同时还要在调度的过程中去维护数据包的完整性，增加了数据调度和控制的成本。

现有技术所采用的上述的结构，在通常的设计中，例如在读出dequeue所维护的队列中，直接维护的是类似数据节点的小单元结构，在发送队列中将数据节点和发送顺序同时管理起来，这种方式会导致发送队列很长，并且糅杂了包间和包内的数据管理控制内容，界限不清晰，对数据的整体管理和处理上也比较复杂。如果存在多个队列时，由于队列中直接看到的是小的数据节点结构，导致以数据包为单位进行调度管理难度很大，且容易造成数据调度发生错误。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种分层的缓存控制器、控制方法及控制设备，采用分层次的管理方式，先通过数据节点描述符将数据节点管理起来，然后通过标签描述符将数据包和数据节点链对应起来，最后以标签作为调度的最小单位。这种数据处理方式在管理上更加清晰，降低了数据包的数据处理成本。

具体而言，本发明公开了以下技术方案：

一方面，本发明提供了一种分层的缓存控制器，所述控制器包括：

节点使用管理模块，用于对可用的数据节点进行管理，并跟踪可用数据节点；

标签使用管理模块，用于对可用的数据包标签进行管理，并跟踪可以存储的数据包情况；

数据节点缓存模块，用于以数据节点为单位存储数据包；

节点描述符缓存模块，用于存储数据节点描述符；

标签描述符缓存模块，用于存储标签描述符；

写入模块，用于实现数据包的写入操作，并且所述写入模块还执行：向所述节点使用管理模块申请数据节点标签，向所述标签使用管理模块申请数据包标签，向所述数据节点缓存模块写入包数据，向所述节点描述符缓存模块写入数据节点描述符，向读出模块输出标签描述符；

读出模块，用于实现数据包的队列控制和写入操作，并且所述读出模块还执行：接收写入模块发送过来的标签描述符；从数据节点缓存模块读出包数据；从节点描述符缓存模块读出数据节点描述符，向节点使用管理模块释放数据节点标签，向标签使用管理模块释放数据包标签。

优选的，所述节点使用管理模块、标签使用管理模块采用bitmap、fifo或队列方式实现。

优选的，所述数据节点的索引是缓存的最小存储单元的编号，其实现方式为：将整个缓存按照固定长度NodeLength进行等分，每等份作为一最小存储单元，然后对每等份进行编号，该编号作为数据节点的索引；所述数据包中包含的数据节点在缓存中的具体位置通过数据节点描述符进行链接。此处，通过等分的方式进行缓存的划分，因此，当确定了每份的编号后，就可以确定其具体的缓存地址，即存储位置。