[发明专利]一种星载高速交换存储一体化缓存控制方法及装置

说明书

本发明公开一种星载高速交换存储一体化缓存控制方法，包括：将缓存以预设的最小单元或最小单元的整数倍划分成多个块，其中，每个块由meta区和数据区组成；接收输入端口的数据包，将接收的数据存入相应的缓存中；在每个块接收完成对应数据后还具有大于所述最小单元的缓存地址为空的情况下，将该为空的缓存地址以预设的最小单元或最小单元的整数倍划分出独立的块。本发明可以有效地提高缓存空间的利用率和存取速度。如果某个数据块只被部分占用，可以将其以64bytes为单元分裂成更小的块，为每一个新的数据块定义头尾指针，提高存入效率。如果数据块的占用率较低，可以将较小的数据块合并和相应的头尾指针合并，提高了网络设备调度的实时性。

技术领域

本发明属于航天通信技术领域，尤其涉及一种星载高速交换存储一体化缓存控制方法、装置、设备和存储介质。

背景技术

随着我国航天事业的迅速发展，星载单机之间数据交互需求不断提升，对星上信息交换能力提出了更高的要求，多连互通的数据交互方式已成为发展趋势。在此背景下，基于星上多平台组建分布式以太网络是解决这些问题的有效途径，然而传统以太网络存在数据传输冲突问题，这对星上数据传输的可靠性和实时性带来严重影响。

时间触发以太网是一种高实时性、高资源利用率和高容错性的新型实时工控以太网，在工业领域进行了广泛的实践。作为一种分布式网络，时间触发以太网拥有超过1Gbps的通信速率，且在网络中增加时间属性和多种容错设计以保障时间关键消息的可靠传输，具备高确定性和高实时性等诸多优越特性。逐渐应用于航天通信技术领域。

但是，星载时间触发网络引入了时间触发和事件触发两种触发服务，对于时间触发业务而言，所有网络服务的触发基于事先规划的全局时序。当全局时钟到达某个特定的时间点时，触发业务数据的传输。在对应事件触发传输时隙里面，由于各端系统事件触发业务的传输时间不确定，所以在传输过程中可能出现冲突的问题。交换机在各交换端节点上会开辟一定深度数据帧缓存空间，将冲突的数据暂时缓存，并为每个输出端口维护数据帧队列，以先入先出的调度策略将数据依次输出，防止由于发送数据冲突而引起的传输丢包。在星载的背景之下，由于数据的种类很多，所以冲突的数据往往很多，因此，也造成了缓存空间使用效率不高的问题，急需解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种星载高速交换存储一体化缓存控制方法、装置、设备和存储介质。该方法、装置、设备和存储介质提供灵活快速的缓存控制方法，解决现有技术中缓存空间使用效率不高的缺陷。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：一种星载高速交换存储一体化缓存控制方法，包括：将缓存以预设的最小单元或最小单元的整数倍划分成多个块，其中，每个块由meta区和数据区组成，meta区记录数据块的信息，数据区是真实分配的内存区域；接收输入端口的数据包，将接收的数据存入相应的缓存中；在每个块接收完成对应数据后还具有大于所述最小单元的缓存地址为空的情况下，将该为空的缓存地址以预设的最小单元或最小单元的整数倍划分出独立的块。

在本发明的一个实施例中，所述块的数据区大小为64bytes或64bytes的整数倍。

在本发明的一个实施例中，所述meta区记录数据块的信息包括数据区大小、空闲标志位、指针。

在本发明的一个实施例中，所述数据区的第一个字节地址为返回的地址。

在本发明的一个实施例中，通过输入端口接收数据包时，在块中从头开始查找空的数据区，存入相应的数据包并返回起始地址。

在本发明的一个实施例中，在接收的数据包的大小大于查找到的第一个数据区的情况下，将其余一个或多个块的数据区进行合并以缓存该数据包。

在本发明的一个实施例中，在接收的数据包为组播包的情况下，使用高位地址进行匹配，使用低位地址作为缓存区块的索引；在接收的数据包为广播包或单播包的情况下，使用给定的索引，使用组播缓存中的一个区块。