ATM多业务接入交换机中线速处理信元的方法和装置制造方法及图纸

技术编号:8884808 阅读:170 留言:0更新日期:2013-07-05 01:27
本发明专利技术涉及一种ATM多业务接入交换机中线速处理信元的方法和装置,装置基于FPGA实现,包括入进转换VPI/VCI状态机与外出转换VPI/VCI状态机;每个物理端口的信元进方向设有入进接收FIFO队列与入进发送FIFO队列,信元出方向设有外出发送FIFO队列与外出接收FIFO队列;入进转换VPI/VCI状态机从不为空的入进接收FIFO队列中读取信元,并将经转换后的信元写入入进发送FIFO队列;外出转换VPI/VCI状态机从不为空的外出接收FIFO队列中读取信元,并将经转换后的信元写入外出发送FIFO队列。使用本发明专利技术的ATM交换机能够线速处理信元,提供数据的处理速率和吞吐量。

【技术实现步骤摘要】
ATM多业务接入交换机中线速处理信元的方法和装置
本专利技术涉及一种在ATM多业务接入交换机中线速处理信元的方法和装置,属于ATM交换

技术介绍
ATM多业务接入交换机主要由交换芯片和成帧芯片组成,以实现各个业务子卡和ATM上联端口之间ATM信元的交换。实际应用中,交换芯片存在以下限制条件:若交换芯片支持的逻辑端口数为PID,其占用位宽为NPID,VPI占用位宽为NVPI,VCI占用位宽为NVCI,则需满足:NPID+NVPI+NVCI=16bit,比如,交换芯片支持30个逻辑端口,就要有5bit用于端口基地址,而NVPI+NVCI仅剩余11bit。可见,上联口建虚路径连接VPC和虚信道连接VCC可用的虚路径标志VPI与虚信道标志VCI数值较小,无法满足用户任意配置的需要。同时ATM协议中有规定:在用户网络接口(UNI,UserNetworkInterface)模式下VPI占用8bit,VCI占用16bit;在网络节点接口(NNI,NetworkNodeInterface)模式下VPI占用12bit,VCI占用16bit。通常,用户组建ATM网络时都希望在ATM协议允许的范围内任意配置VPI与VCI,但由于上述交换芯片的限制条件要求VPI与VCI二者的位宽之和等于16-NPID而小于16bit,所以交换芯片只能识别出数值较小的VPI和VCI。这样,当用户配置时输入的VPI和VCI值较大时,就无法建立连接。以一个155M的上联口下挂20个DSLAM为例,需要在上联口建立至少20条VPC与20条VCC,如果用户使用的VCI编号从100开始,VCI的位数需要7位(由于27=128>100),而由于交换芯片支持的VPI与VCI的位数总和为11位,所以留给VPI的位数仅剩4位,即最大只能建16条VPC,更加严重的是,如果此时用户配置的VPI值大于16,那么一条VPC也不能建立,显然这无法满足业务开展的需要。为解决上述问题,可在外部VPI/VCI(用户从上联口输入的符合ATM协议的VPI/VCI)和内部VPI/VCI(交换芯片能识别的VPI/VCI)之间建立某种映射关系,以进行相互转换。现有的一些VPI/VCI转换方法存在以下不足:1)仅从外部VPI/VCI转换到内部VPI/VCI,没有进行双向转换。2)通过某种运算关系获得的映射关系固定。比如外部VPI占用12bit,外部VCI占用16bit,假设逻辑端口数占用5bit,内部VPI占用3bit,内部VCI占用8bit,则利用取余函数mod(*)获得的映射关系为:内部VPI=mod(外部VPI/23),内部VCI=mod(外部VCI/28)。这种映射关系使得从外部VPI/VCI到内部VPI/VCI的映射为多到1的映射,而从内部VPI/VCI到外部VPI/VCI的映射就是1到多的映射,实际转换时不知如何选择。3)VPI/VCI割裂开进行映射导致外部VPI/VCI不能真正的实现任意配置。例如,假设内部VPI占用3bit,内部VCI占用8bit,以内部VPI=外部VPI=1,内部VCI=外部VCI=0~255建立了256条连接,此时若要重新开辟一个VPI通道,如外部VPI=2,则外部VCI也只能用先前已经映射过的256个外部VCI中的一个,用户还是不能任意配置VCI。4)只考虑了建VCC的情况,没有考虑建VPC的情况。5)没有考虑多个端口的内部VPI/VCI和外部VPI/VCI的映射。6)没有考虑到交换芯片的NPID、NVPI、NVCI是可配置可改变的情况。另外,用户希望所使用的ATM多业务接入交换机性能足够高,即ATM交换机对接收到的信元能够尽快地得到处理并转发出去,而尽量避免排队现象。
技术实现思路
有鉴于上述原因,本专利技术的目的在于提供一种ATM多业务接入交换机中线速处理信元的方法和装置,能够提高数据的处理速率和吞吐量。为实现上述目的,本专利技术采用以下技术方案:一种ATM多业务接入交换机中线速处理信元的装置,基于FPGA实现,装置上设有若干物理端口,FPGA的第一数据输入/输出端与交换芯片连接,第二数据输入/输出端与成帧芯片连接,该装置包括:入进转换VPI/VCI状态机与外出转换VPI/VCI状态机;每个所述物理端口的信元进方向设有入进接收FIFO队列与入进发送FIFO队列,信元出方向设有外出发送FIFO队列与外出接收FIFO队列;该入进转换VPI/VCI状态机从不为空的该入进接收FIFO队列中读取信元,并将该信元经处理后写入该入进发送FIFO队列;该外出转换VPI/VCI状态机从不为空的该外出接收FIFO队列中读取信元,并将该信元经转换后写入该外出发送FIFO队列。FPGA的第一数据输入/输出端通过交换芯片接口模块与交换芯片连接,第二数据输入/输出端通过成帧芯片接口模块与成帧芯片连接;第三数据输入/输出端通过CAM接口模块与CAM连接,该CAM中存储有内部VPI/VCI和外部VPI/VCI一一对应关系的映射表;第四数据输入/输出端通过CPU接口模块与CPU连接。所述入进转换VPI/VCI状态机根据端口的数目包括0端口入进转换VPI/VCI子状态机,1端口入进转换VPI/VCI子状态机,……,n端口入进转换VPI/VCI子状态机;所述外出转换VPI/VCI状态机根据端口的数目包括0端口外出转换VPI/VCI子状态机,1端口外出转换VPI/VCI子状态机,……,n端口外出转换VPI/VCI子状态机。所述CPU中还设有软件更新表项状态机,该状态机用于更新所述CAM中存储的映射表。该装置还包括仲裁模块,该仲裁模块用于判断所述n端口入进转换VPI/VCI子状态机、所述n端口外出转换VPI/VCI子状态机及所述软件更新表项状态机查找所述CAM的优先级。所述0端口入进转换VPI/VCI子状态机、所述0端口外出转换VPI/VCI子状态机、所述1端口入进转换VPI/VCI子状态机、所述1端口外出转换VPI/VCI子状态机……所述n端口入进转换VPI/VCI子状态机、所述n端口外出转换VPI/VCI子状态机及所述软件更新表项状态机查找所述CAM的优先级从高到低依次排列。一种基于权利要求1至6中任意一项所述装置实现的ATM多业务接入交换机中线速处理信元的方法,其特征在于:信元由所述成帧芯片进入FPGA后,先存于所述入进接收FIFO队列中,所述入进转换VPI/VCI状态机从所述入进接收FIFO队列中读出该信元,并将该信元经过查找所述CAM中的映射表进行转换后,写入所述入进发送FIFO队列中;信元由所述交换芯片进入FPGA后,先存于所述外出接收FIFO队列中,所述外出转换VPI/VCI状态机从所述外出接收FIFO队列中读出该信元,并将该信元经过查找所述CAM中的映射表进行转换后,写入所述外出发送FIFO队列中。进一步地:信元由所述成帧芯片进入FPGA后,先存于所述入进接收FIFO队列中,所述入进转换VPI/VCI状态机从所述入进接收FIFO队列中读出该信元的信元头,并根据该信元头查找所述CAM中的映射表,查找结果作为转换后的信元头由所述入进转换VPI/VCI状态机写入所述入进发送FIFO队列中,最后所述入进转换VPI/VCI状态机从所述入进接收FIFO队列中读取出该信元的原始本文档来自技高网
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ATM多业务接入交换机中线速处理信元的方法和装置

【技术保护点】
一种ATM多业务接入交换机中线速处理信元的装置,基于FPGA实现,装置上设有若干物理端口,FPGA的第一数据输入/输出端与交换芯片连接,第二数据输入/输出端与成帧芯片连接,其特征在于,该装置包括:入进转换VPI/VCI状态机与外出转换VPI/VCI状态机;每个所述物理端口的信元进方向设有入进接收FIFO队列与入进发送FIFO队列,信元出方向设有外出发送FIFO队列与外出接收FIFO队列;该入进转换VPI/VCI状态机从不为空的该入进接收FIFO队列中读取信元,并将该信元经处理后写入该入进发送FIFO队列;该外出转换VPI/VCI状态机从不为空的该外出接收FIFO队列中读取信元,并将该信元经转换后写入该外出发送FIFO队列。

【技术特征摘要】
1.一种ATM多业务接入交换机中线速处理信元的装置,基于FPGA实现,装置上设有若干物理端口,FPGA的第一数据输入/输出端与交换芯片连接,第二数据输入/输出端与成帧芯片连接,其特征在于,该装置包括:入进转换VPI/VCI状态机与外出转换VPI/VCI状态机;每个所述物理端口的信元进方向设有入进接收FIFO队列与入进发送FIFO队列,信元出方向设有外出发送FIFO队列与外出接收FIFO队列;该入进转换VPI/VCI状态机从不为空的该入进接收FIFO队列中读取信元,并将该信元经处理后写入该入进发送FIFO队列;该外出转换VPI/VCI状态机从不为空的该外出接收FIFO队列中读取信元,并将该信元经转换后写入该外出发送FIFO队列;该入进转换VPI/VCI状态机根据端口的数目包括0端口入进转换VPI/VCI子状态机,1端口入进转换VPI/VCI子状态机,……,n端口入进转换VPI/VCI子状态机;该外出转换VPI/VCI状态机根据端口的数目包括0端口外出转换VPI/VCI子状态机,1端口外出转换VPI/VCI子状态机,……,n端口外出转换VPI/VCI子状态机;该FPGA的第三数据输入/输出端与CAM连接,该CAM中存储有内部VPI/VCI和外部VPI/VCI一一对应关系的映射表,该FPGA的第四数据输入/输出端与CPU连接,该CPU中设有软件更新表项状态机,该状态机用于更新该CAM中存储的映射表;仲裁模块,用于判断该n端口入进转换VPI/VCI子状态机、n端口外出转换VPI/VCI子状态机及该软件更新表项状态机查找该CAM的优先级。2.如权利要求1所述的ATM多业务接入交换机中线速处理信元的装置,其特征在于:FPGA的第一数据输入/输出端通过交换芯片接口模块与交换芯片连接,第二数据输入/输出端通过成帧芯片接口模块与成帧芯片连接;第三数据输入/输出端通过CAM接口模块与CAM连接,第四数据输入/输出端通过CPU接口模块与CPU连接。3.如权利要求2所述的ATM多业务接入交换机中线速处理信元的装置,其特征在于,所述0端口...

【专利技术属性】
技术研发人员:王彦珍
申请(专利权)人:北京大唐高鸿软件技术有限公司
类型:发明
国别省市:

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