一种数据收发速率调整装置及其运行方法制造方法及图纸

本发明专利技术为一种数据收发速率调整装置及其运行方法，本装置包括数据缓冲模块、位宽倍增模块和控制器的数据发送速率调整单元，与包括依次连接的比特同步模块、比特提取模块和比特对齐模块的数据接收速率调整单元分别插入发送端或接收端的SerDes与设备内部数据线之间。其运行方法为发送端数据发送速率调整单元将数据按倍增系数倍增，多速率输出，控制器实时调整倍增系数实现输出速率微调；接收端数据接收速率调整单元通过多次采样、比特同步、按电平变化位提取有效数据，实现不同速率的数据接收。本发明专利技术实现通信设备传输或接收各种速率的数据；且可对各类速率进行微调，以模拟各类业务传输速率；装置结构简单，便于推广应用。

A Data Transmitting and Receiving Rate Adjustment Device and Its Operation Method

【技术实现步骤摘要】
一种数据收发速率调整装置及其运行方法
本专利技术涉及通信
，具体为一种数据收发速率调整装置及其运行方法。
技术介绍
目前通信设备内部数据为并行数据，以降低处理频率，以空间换时间。设备之间通过数据线连接，数据线一般传输的是串行数据，因串行数据抗干扰能力强，传输距离远。故对外远距离传输数据的接口多采用串行接口，串行接口信号线少，线间干扰容易控制，还可以通过不断提高时钟频率来提高传输速率。通信设备常用的串行接口为SerDes器件(serializer串行器和deserializer并行器的简称)。SerDes器件是一种主流的串行通信部件，其在发送端将多路低速并行信号转换成高速串行信号，通过传输介质(光纤、电缆等)送到接收端，其在接收端将接收的高速串行信号重新转换成低速并行信号。当前通信设备采用的通信协议多种多样，每种通信协议都定义其协议支持的一系列的接口速率供选择。例如，以太网协议的接口速率包括10Mb/s、100Mb/s、1000Mb/s、1Gb/s、10Gb/s等；SDH(同步数字体系)的接口速率包括155.52Mb/s、622.08Mb/s、2488.32Mb/s等。一台通信设备需要同一个接口实现传输或接收多种速率的数据。现有设备实现多速率的收发主要依赖于SerDes支持多速率的功能。虽然目前SerDes器件可以满足一种或者多种速率数据的收发，但同一个SerDes器件很难实现通信设备所需的各种速率数据的收发。而需要一个接口将数据线上的数据采样转换为设备内能处理的数据。在通信设备中还存在需要对接口速率进行微小调整的情况，目前也主要是依靠SerDes器件的速率微调功能。但目前SerDes器件的速率微调功能有限，尚不能满足对各类速率进行微调的要求。例如在PWE3(边缘到边缘的伪线仿真)中，分组交换网络需要尽可能真实地模拟TDM(时分复用)等业务的基本行为和特征，如数据内容、传输速率等。分组交换网络只能传输TDM等业务的内容，但无法传递TDM的时钟速率。这需要对分组交换网络到TDM设备传输端接口的速率进行微小调整，才能模拟TDM业务传输速率，但目前的SerDes器件对此无能为力。故现通信设备需要一种支持多速率且能进行实时速率微调的发送接收装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是设计一种数据收发速率调整装置及其运行方法，本装置分为数据发送速率调整单元和数据接收速率调整单元，分别插入发送端或接收端的SerDes与设备内部数据线之间，在发送端数据发送速率调整单元通过将数据按照倍增系数进行倍增，实现多速率输出，通过实时调整倍增系数实现输出速率微调；在接收端数据接收速率调整单元通过多次采样、比特同步、按电平变化位提取有效数据和比特对齐实现不同速率的数据接收。本专利技术设计的一种数据收发速率调整装置，分为数据发送速率调整单元和数据接收速率调整单元。数据发送速率调整单元包括数据缓冲模块、位宽倍增模块和控制器，数据发送速率调整单元安装于发送设备的并行数据输出端和发送SerDes接口之间，并行数据输出端连接数据发送速率调整单元的数据缓冲模块，数据缓冲模块的状态信号接入控制器，同时将暂存的并行数据送入位宽倍增模块，控制器根据状态信号将倍增系数控制信号送入位宽倍增模块，位宽倍增模块按控制器给出的倍增系统对并行数据进行倍增，实现速率调整，其输出接入发送SerDes接口，转换成高速串行信号发送。所述数据接收速率调整单元包括依次连接的比特同步模块、比特提取模块和比特对齐模块。数据接收速率调整单元安装于接收设备的并行数据输入端和接收SerDes接口之间，接收SerDes接口接收的串行数据转换为并行数据接入比特同步模块，对数据多次采样后送入比特提取模块，根据电平变化位提取有效数据，接入比特对齐模块，将提取的有效数据合并对齐恢复成并行数据，送入接收设备内的并行数据输入端。本专利技术设计的一种数据收发速率调整装置的运行方法，分为数据发送速率调整的发送方法和数据接收速率调整接收方法。数据发送速率调整的发送方法采用本专利技术的数据发送速率调整单元进行，主要步骤如下：步骤Ⅰ、数据暂存发送设备的并行数据输出端将并行数据送入数据缓冲模块暂存，数据缓冲模块实时监测自身暂存数据量与其最大存储容量的比值，此即为存储状态信息，该状态信息实时传送给控制器；步骤Ⅱ、位宽倍增位宽倍增模块根据发送设备当前状态确定读取数据缓冲模块中暂存的数据的方式，每次读取4～64比特，将读取的每一比特位按照控制器实时给出的倍增系数扩展倍增，并按发送SerDes接口的并行数据位宽对得到的比特流进行调整，拆分或合并对齐成符合发送SerDes接口的并行数据位宽的比特流。输出到本装置连接的发送SerDes接口，转换成高速串行信号发送。根据发送设备当前状态，位宽倍增模块确定读取数据缓冲模块中暂存的数据的方式如下：Ⅱ-1、发送设备开始向对端传送数据，位宽倍增模块检测到数据缓冲模块中暂存的数据，开始读取；Ⅱ-2、发送设备停止向对端传送数据，位宽倍增模块随之停止数据的读取；Ⅱ-3、位宽倍增模块根据自身的处理能力、在达到满负荷时，暂停进行数据缓冲模块中暂存的数据的读取：待其检测到本模块具有读取和处理能力即重新开始读取数据。步骤Ⅲ、倍增系数调整控制器按发送设备内部并行数据速率VB和发送SerDes接口串行数据速率VC求得N,VC＞VB，VC/VB四舍五入所整数为N；根据位宽倍增模块的状态，不断地实时调整倍增系数为N或N±1,并将当前的倍增系数实时传输到位宽倍增模块，使倍增后比特流的速率等于发送SerDes接口的速率。本装置将发送设备内部的并行数据输出速率调整到预定的速率，实现速率自适应。所述步骤Ⅰ中控制器在线获取数据缓冲模块内暂存数据与其最大存储容量间的比值，为避免数据缓冲模块内暂存数据变空或溢出，导致滑码等情况，暂存数据需始终保持一定数量。当暂存数据与其最大存储容量间的比值小于或等于P，说明暂存的数据相对较少，数据缓冲模块数据接收速率小于位宽倍增模块的读取速率，控制器加大倍增系数，降低位宽倍增模块的读取速率。当该比值大于或等于(1-P)，说明数据缓冲模块暂存的数据相对较多，数据接收速率大于位宽倍增模块的读取速率，控制器减小倍增系数，提高位宽倍增模块的读取速率。所述P的值根据实际情况调整，10％≤P≤30％，最终实现速率自适应。控制器根据情况灵活调整倍增系数，发送设备并行数据传输速率与发送SerDes接口的串行速率相符。数据接收速率调整的接收方法采用本专利技术的数据接收速率调整单元进行，主要步骤如下：步骤ⅰ、比特同步当发送设备发送的比特流传输速率VS等于接收设备的接收SerDes接口速率VR，则无需数据接收速率调整单元的进行步骤ⅰ比特同步和步骤ⅱ比特提取，直接进入步骤ⅲ；当发送设备发送的比特流传输速率VS小于接收设备的接收SerDes接口速率VR，接收SerDes接口对接收的对端发送的比特流每比特采样M次或M±1次，VR/VS四舍五入所得整数为M。接收SerDes接口对接收比特流中70％以上的比特被采样M次，仅少数比特被采样M±1次，接收SerDes接口的采样所得比特流送入数据接收速率调整单元的比特同步模块，比特同步模块将接收的比特流提供给比特提取模块。本专利技术不适用发送设备发送的比特流传输速率VS大于接收设备的接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数据收发速率调整装置，分为数据发送速率调整单元和数据接收速率调整单元；其特征在于：所述数据发送速率调整单元包括数据缓冲模块、位宽倍增模块和控制器，数据发送速率调整单元安装于发送设备的并行数据输出端和发送SerDes接口之间，并行数据输出端连接数据发送速率调整单元的数据缓冲模块，数据缓冲模块的状态信号接入控制器，同时将暂存的并行数据送入位宽倍增模块，控制器根据状态信号将倍增系数控制信号送入位宽倍增模块，位宽倍增模块按控制器给出的倍增系统对并行数据进行倍增，实现速率调整，其输出接入发送SerDes接口，转换成高速串行信号发送；所述数据接收速率调整单元包括依次连接的比特同步模块、比特提取模块和比特对齐模块；数据接收速率调整单元安装于接收设备的并行数据输入端和接收SerDes接口之间，接收SerDes接口接收的串行数据转换为并行数据接入比特同步模块，对数据多次采样后送入比特提取模块，根据数据起始位提取有效数据，接入比特对齐模块，将提取的有效数据合并对齐恢复成并行数据，送入接收设备内的并行数据输入端。

【技术特征摘要】
1.一种数据收发速率调整装置，分为数据发送速率调整单元和数据接收速率调整单元；其特征在于：所述数据发送速率调整单元包括数据缓冲模块、位宽倍增模块和控制器，数据发送速率调整单元安装于发送设备的并行数据输出端和发送SerDes接口之间，并行数据输出端连接数据发送速率调整单元的数据缓冲模块，数据缓冲模块的状态信号接入控制器，同时将暂存的并行数据送入位宽倍增模块，控制器根据状态信号将倍增系数控制信号送入位宽倍增模块，位宽倍增模块按控制器给出的倍增系统对并行数据进行倍增，实现速率调整，其输出接入发送SerDes接口，转换成高速串行信号发送；所述数据接收速率调整单元包括依次连接的比特同步模块、比特提取模块和比特对齐模块；数据接收速率调整单元安装于接收设备的并行数据输入端和接收SerDes接口之间，接收SerDes接口接收的串行数据转换为并行数据接入比特同步模块，对数据多次采样后送入比特提取模块，根据数据起始位提取有效数据，接入比特对齐模块，将提取的有效数据合并对齐恢复成并行数据，送入接收设备内的并行数据输入端。2.一种数据收发速率调整装置的运行方法，采用权利要求1所述的速率调整装置，分为数据发送速率调整的发送方法和数据接收速率调整接收方法；所述数据发送速率调整的发送方法采用权利要求1所述的数据发送速率调整单元进行，主要步骤如下：步骤Ⅰ、数据暂存发送设备的并行数据输出端将并行数据送入数据缓冲模块暂存，数据缓冲模块实时监测自身暂存数据量与其最大存储容量的比值，此即为存储状态信息，该状态信息实时传送给控制器；步骤Ⅱ、位宽倍增位宽倍增模块根据发送设备当前状态确定读取数据缓冲模块中暂存的数据的方式，每次读取4～64比特，将读取的每一比特位按照控制器实时给出的倍增系数扩展倍增，并按发送SerDes接口的并行数据位宽对得到的比特流进行调整，拆分或合并对齐成符合发送SerDes接口的并行数据位宽的比特流，输出到本装置连接的发送SerDes接口，转换成高速串行信号发送；步骤Ⅲ、倍增系数调整控制器按发送设备内部并行数据速率VB和发送SerDes接口串行数据速率VC求得N,VC＞VB，VC/VB四舍五入所得整数为N；根据位宽倍增模块的状态，不断地实时调整倍增系数为N或N±1,并将当前的倍增系数实时传输到位宽倍增模块，使倍增后比特流的速率等于发送SerDes接口的速率；数据接收速率调整的接收方法采用权利要求1所述的数据接收速率调整单元进行，主要步骤如下：步骤ⅰ、比特同步当发送设备发送的比特流传输速率VS等于接收设备的接收SerDes接口速率VR，则无需数据接收速率调整单元的进行步骤ⅰ比特同步和步骤ⅱ比特提取，直接进入步骤ⅲ；当发送设备发送的比特流传输速率VS小于接收设备的接收SerDes接口速率VR，接收SerDes接口对接收的对端发送的比特流每比特采样M次或M±1次，VR/VS四舍五入所得整数为M；接收SerDes接口对接收比特流中70％以上的比特...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑乐，邱帆，张凤军，吴斌，陈选育，郑鹏，高荣亮，谭绍峰，黄柏华，张旭炜，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十四研究所，
类型：发明
国别省市：广西,45