一种多通道通信方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多通道通信方法及系统，属于高速数据传输领域，通过复位、建链、绑定和多通道数据传输，能够有效解决因为通道频率补偿导致的多通道绑定失配问题，降低多通道的误码率；参与绑定的通道所需的参考时钟可以在一定范围内独立设置，增加设计灵活性；当单一通道出现故障时，通过多通道控制状态机切换可以快速实现多通道重新绑定，不需所有通道重新复位建立连接，故障恢复快；通道绑定后，可以在绑定的通道中传递相同的数据内容，通过对比多路传输的数据以实现多通道备份冗余设计。传输的数据以实现多通道备份冗余设计。传输的数据以实现多通道备份冗余设计。

【技术实现步骤摘要】
一种多通道通信方法及系统


[0001]本专利技术属于高速数据传输领域，涉及一种多通道通信方法及系统。

技术介绍

[0002]高速数据链路的单通道主要由通道控制逻辑、PCS逻辑和PHY构成。PHY发送通路的时钟来源于本地PHY的参考时钟，接收通路的时钟来源于差分线恢复出的时钟，也即是来源于对端PHY的参考时钟。由于高速数据链路两端PHY的参考时钟不可避免的存在频率偏差，本地时钟和恢复时钟的失配会导致PCS内部接收缓存满或者空。常规解决方案是在发送端周期性地发送用于时钟补偿的SKIP字符，在接收通路PCS逻辑中添加弹性缓存模块适时删添SKIP字符以进行时钟补偿。数据写入接收弹性缓存使用恢复时钟，数据从弹性缓存读出使用本地时钟。当本地时钟比恢复时钟快时，随着时间累积缓存有变空趋势。当缓存中的数据量少于某一数值时，提示数据读取速度快，额外的SKIP字符需要添加到弹性缓存数据流中，这样会降低读出有效数据的效率。当本地时钟比恢复时钟慢时，随着时间累积缓存有变满的趋势。当缓存中的数据多于某一数值时，提示数据读取速度慢，需要删除数据流中的SKIP字符，这样会提高读出数据的效率。这种方法可以有效的解决单通道链路两端时钟失配问题。
[0003]为了满足日益增长的高速带宽需求，需要进行多通道绑定以提高总线带宽和数据吞吐率。实现多通道绑定的主要思路是在单通道上层添加多通道控制逻辑，控制每个通道的数据收发以达到多通道绑定的目的。对于多个通道的绑定问题，由于通路间存在差异，多通道控制逻辑向每个通道同一时刻发送的数据在接收端不能被所有通道在同一时刻接收，需要在接收端重新进行数据对齐。发送端在发送数据流中加入通道绑定指示序列，每个通道根据接收端检测到的通道绑定指示序列进行相应的调整，最终减少并消除各个通道间的数据偏移，使得发送端同时发送的数据被接收端同时接收。多通道绑定完成后，由于每个单通道均存在时钟失配的问题，各通道会因为时钟补偿而在各自传递的数据流中删添SKIP字符导致已绑定的多通路数据失配。常用的解决方法是所有通道使用同一个参考时钟以减小通道间时钟失配。使用相同的参考时钟，各个通道删添SKIP的时机近似相同，系统时钟失配的概率将会降低。但这种方法限制了通道数目，系统会因单一通道故障而导致通信异常。所有通道使用相同的参考时钟，需要额外的时钟驱动电路，具有一定的局限性。以PCIe和RapidIO为代表的多通道绑定技术要求绑定通道数目为2的幂指数，在链路训练过程中完成通道绑定。但是绑定的通道数目固定，单一通道故障会导致整个链路异常，需要重新进行链路训练，进而故障恢复时间较长。
[0004]在面向自适应的多通道绑定通信时，各个通道的参考时钟来自不同的时钟源，参考时钟频率相同但时钟精度等参数方面存在差异。常规方法对通道数目和时钟源有一定限制，灵活性有待改善。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服上述现有技术中，因为通道频率补偿导致的多通道绑定失配的缺点，提供一种多通道通信方法及系统。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0007]一种多通道通信方法，多通道通信方法基于多通道控制逻辑、多通道控制状态机和若干个通道来进行；通道的两端分别连接有本地和对端；多通道通信方法包括如下步骤：
[0008]步骤1)通过多通道控制逻辑控制多通道控制状态机及所有通道复位，使本地的多通道控制状态机进入复位状态，并关闭所有通道的接收使能和发送使能；
[0009]步骤2)进行本地通道建链；
[0010]步骤3)建链完成后进行多通道绑定；
[0011]步骤4)重复步骤2)和步骤3)，直至多通道控制状态机跳转至通道有效状态，之后进行多通道数据传输，完成多通道通信。
[0012]优选地，步骤2)的建链包括开启所有通道的发送使能和接收使能，同时开启SKIP发送使能和SKIP字符删添使能。
[0013]优选地，步骤3)所述多通道绑定的过程具体为：
[0014]步骤31)当任一个通道完成链路建立后，形成一条有效通道，此时多通道控制状态机进入预绑定状态，形成有效通道序列，当接收到若干个SKIP字符时，多通道控制状态机跳转至绑定状态，多通道控制状态机跳转至绑定状态时开始计时直到多通道控制状态机跳转到预绑定状态或者绑定完成状态；
[0015]步骤32)关闭有效通道自身的SKIP发送使能，多通道控制状态机向所有有效通道周期性地发送特征数据一，特征数据一格式为1个SKIP字符和若干个伪随机数；
[0016]步骤33)有效通道进行通道对齐后，多通道控制状态机跳转到绑定检查状态，之后向所有有效通道周期性地发送特征数据二，特征数据二的格式为2个SKIP字符和若干个伪随机数；
[0017]步骤34)当多通道控制状态机处于绑定检查状态，将已绑定的有效通道数目和当前本地链路建立后的有效通道数目进行对比，
[0018]若已绑定的有效通道数目和当前本地链路建立后的有效通道数目相同，则多通道控制状态机不跳转；
[0019]若已绑定的有效通道数目和当前本地链路建立后的有效通道数目不同，则多通道控制状态机跳转到绑定状态；
[0020]步骤35)若多通道控制状态机跳转至绑定状态后的时间超过预设的第一时间周期，本地有效通道未接收到2个连续的SKIP字符，则多通道控制状态机跳转到预绑定状态；
[0021]若多通道控制状态机跳转至绑定状态后的时间在预设的第一时间周期内，本地有效通道接收到2个连续的SKIP字符，则多通道控制状态机跳转到绑定完成状态，之后向所有有效通道周期性地发送特征数据三，特征数据三的格式为3个SKIP字符和若干个通道编号；
[0022]步骤36)多通道控制状态机跳转至绑定完成状态后开始计时，若记录的时间超过预设的第二时间周期时，本地有效通道未接收到3个连续的SKIP字符，则多通道控制状态机跳转到预绑定状态；
[0023]若记录的时间在预设的第二时间周期内，本地多通道控制状态机接收到连续的3
个SKIP字符，多通道控制状态机跳转到通道有效状态。
[0024]优选地，步骤3)中，当接收到一个有效通道传输的SKIP字符和伪随机数为非周期性的，则将该通道从本地的有效通道序列中剔除。
[0025]优选地，所述特征数据一、特征数据二和特征数据三的长度均小于有效通道弹性缓存的深度；
[0026]所述第一时间周期和第二时间周期均不小于三倍的链路传输延迟时间；
[0027]所述伪随机数的个数不小于2个。
[0028]优选地，步骤33)所述的通道对齐是按照SKIP字符对各个有效通道接收的数据进行；当本地所有的有效通道完成通道对齐后，将接收到的数据传输至多通道控制状态机；
[0029]优选地，步骤4)的具体操作为：多通道控制状态机处于通道有效状态，多通道控制状态机按照通道编号在多通道对发送的数据进行分配，并根据对端发送的通道编号对接收的数据进行合并，并周期性的向所有通道同时发送SKIP字符；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多通道通信方法，其特征在于，多通道通信方法基于多通道控制逻辑、多通道控制状态机和若干个通道来进行；通道的两端分别连接有本地和对端；多通道通信方法包括如下步骤：步骤1)通过多通道控制逻辑控制多通道控制状态机及所有通道复位，使本地的多通道控制状态机进入复位状态，并关闭所有通道的接收使能和发送使能；步骤2)进行本地通道建链；步骤3)建链完成后进行多通道绑定；步骤4)重复步骤2)和步骤3)，直至多通道控制状态机跳转至通道有效状态，之后进行多通道数据传输，完成多通道通信。2.根据权利要求1所述的多通道通信方法，其特征在于，步骤2)的建链包括开启所有通道的发送使能和接收使能，同时开启SKIP发送使能和SKIP字符删添使能。3.根据权利要求1所述的多通道通信方法，其特征在于，步骤3)所述多通道绑定的过程具体为：步骤31)当任一个通道完成链路建立后，形成一条有效通道，此时多通道控制状态机进入预绑定状态，形成有效通道序列，当接收到若干个SKIP字符时，多通道控制状态机跳转至绑定状态，多通道控制状态机跳转至绑定状态时开始计时直到多通道控制状态机跳转到预绑定状态或者绑定完成状态；步骤32)关闭有效通道自身的SKIP发送使能，多通道控制状态机向所有有效通道周期性地发送特征数据一，特征数据一格式为1个SKIP字符和若干个伪随机数；步骤33)有效通道进行通道对齐后，多通道控制状态机跳转到绑定检查状态，之后向所有有效通道周期性地发送特征数据二，特征数据二的格式为2个SKIP字符和若干个伪随机数；步骤34)当多通道控制状态机处于绑定检查状态，将已绑定的有效通道数目和当前本地链路建立后的有效通道数目进行对比，若已绑定的有效通道数目和当前本地链路建立后的有效通道数目相同，则多通道控制状态机不跳转；若已绑定的有效通道数目和当前本地链路建立后的有效通道数目不同，则多通道控制状态机跳转到绑定状态；步骤35)若多通道控制状态机跳转至绑定状态后的时间超过预设的第一时间周期，本地有效通道未接收到2个连续的SKIP字符，则多通道控制状态机跳转到预绑定状态；若多通道控制状态机跳转至绑定状态后的时间在预设的第一时间周期内，本地有效通道接收到2个连续的SKIP字符，则多通道控制状态机跳转到绑定完成状态，之后向所有有效通道周期性地发送特征数据三，特征数据三的格式为3个SKIP字符和若干个通道编号；步骤36)多通道控制状态机跳转至绑定完成状态后开始计时，若记录的时间超过...

【专利技术属性】
技术研发人员：任永杰，陈卫国，王剑峰，白巍凯，王凯乐，杨靓，
申请(专利权)人：西安微电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：