一种基于AXI总线的RMAP目标方IP核及其命令响应方法技术

本发明专利技术涉及SpaceWire航天总线网络领域，特别涉及一种基于AXI总线的RMAP目标方IP核及其命令响应方法，本发明专利技术通过协议解复用模块解析来自SpW节点控制器的不同类型的SpW数据包，并按类型分别发送至目标方处理器、发起方处理器或上位机中，协议复用模块并采用轮询仲裁方法，决定发送至SpW节点控制器的发送缓存模块的协议包类型，并控制复用过程。本申请提供的基于AXI总线的RMAP目标方IP及其响应方法，使得具有本申请的IP核的SpaceWire网络远程终端设备对RMAP命令能产生高效快速的响应，同时，具备良好的扩展性能，方便后续增加发起方功能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于AXI总线的RMAP目标方IP核及其命令响应方法


[0001]本专利技术涉及SpaceWire航天总线网络领域，特别涉及一种基于AXI总线的RMAP目标方IP核及其命令响应方法，本专利技术提供的IP核易于功能扩展。

技术介绍

[0002]在航天器上，特定的数据系统之间可以使用不同类型的数据子网络。在轨接口业务(Spacecraft Onboard Interface Services)提供了标准模型内存访问服务SOIS
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MAP，以使在轨应用程序不必关心这些子网的性质。考虑到不同数据链路层支持的功能的差异，SOIS子网服务为上层应用程序提供了聚合的公共接口和公共服务(汇聚)，以便通过任何单个数据链路进行通信。应用程序与SOIS子网服务一起，共同提供了航天器几乎全部组件之间通信的标准方式。
[0003]SOIS
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MAP模型内存本身或其管理器不被视为服务的用户，而是嵌入在子网中的资源，这意味着被访问的内存是子网的一部分，而不是子网的用户。RMAP则是提供一个管道，内存存取请求和响应通过子网在用户和实现对内存的访问的内存管理器之间透明地传输。RMAP允许访问未嵌入子网的内存，即内存是子网的用户，而不是子网的一部分，具体表现就是RMAP模型里远端存在与用户对等的实体，在SOIS
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MAP模型里不存在。通过RMAP协议可以从SpaceWire网络节点的存储器映射寄存器或存储器中读写数据。协议具体的实现应具有三种功能之一：发起方功能、目标方功能、同时包含发起方和目标方功能，RMAP较SOIS
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MAP使用更灵活，但实现难度更高。
[0004]目前RMAP协议尚处于研究阶段，国内关于RMAP的研究较少，尚未有相关IP核及其响应方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于，克服目前尚无RMAP目标方IP核及其命令响应方法的问题，从而提供一种基于AXI总线的RMAP目标方IP核及其命令响应方法。本专利技术提供的基于AXI总线的RMAP目标方IP核及其命令响应方法，用于提供SpaceWire网络中远程终端设备(节点、路由器等)中的寄存器、FIFO、内存或其存储单元等对RMAP协议命令的响应。该IP核实现对RMAP协议读、写和读改写命令操作的解析和执行，具体地，该IP可以解析RMAP协议命令包包头；支持向上位机申请存储单元操作权限并进行存取操作；数据的读写采取DMA(Direct Memory Access直接存储器访问)方式，脱离CPU束缚，以支持非智能终端；IP核实现RMAP协议回复包编码和发送，可对非RMAP协议数据旁路处理；IP核预留RMAP发起方功能扩展接口；支持IP核状态实时检测功能。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供的基于AXI总线的RMAP目标方IP核，包括：与AXI总线接口连接的协议处理器和目标方处理器；
[0007]所述协议处理器模块包括：协议复用模块和协议解复用模块；
[0008]所述协议解复用模块，用于读取并接收SpW节点控制器的接收缓存模块中的SpW数
据包，并判断所述SpW数据包的类型；其中，所述SpW数据包的类型的类型包括：无效SpW数据包、RMAP协议目标方命令包、RMAP协议发起方回复包和非RMAP协议SpW数据包；所述协议解复用模块还用于将所述RMAP协议目标方命令包解复用至目标方处理器；用于将所述RMAP协议发起方回复包解复用至发起方处理器，以进行后续处理；用于在AXI总线接口与上位机连接时，将所述非RMAP协议SpW数据包解复用至上位机，以进行后续处理，用于在所述AXI总线接口与非智能终端连接时，将所述非RMAP协议SpW数据包自动泄放；
[0009]所述目标方处理器，用于对所述RMAP协议目标方命令包依次进行包头解码、包头校验和数据校验处理，并用于检查所述SpW数据包中内存操作命令事务的有效性；还用于提出相应的内存操作授权申请，待所述相应的内存操作授权申请授权后，执行所述内存操作命令，组织RMAP协议目标方回复包，并提出RMAP协议目标方回复包发送申请信号；还用于将RMAP协议目标方回复包写入SpW节点控制器的发送缓存模块；
[0010]所述协议复用模块，用于接收来自目标方处理器的RMAP协议目标方回复包发送申请信号、来自所述发起方处理器的RMAP协议发起方命令包发送申请信号和来自所述上位机的非RMAP协议包发送申请信号；用于采用轮询仲裁调度，判断发送至SpW节点控制器的发送缓存模块的协议包类型；用于将非RMAP协议包写入SpW节点控制器的发送缓存模块。
[0011]作为上述系统的一种改进，所述目标方处理器包括：包头解码模块、检查控制模块、目标方主控逻辑单元、回复包编码模块和目标方DMA控制器(Direct Memory Access)模块；其中，
[0012]所述包头解码模块，基于所述目标方主控逻辑单元控制，用于对所述RMAP协议目标方命令包的包头进行解码；
[0013]所述检查控制模块，基于所述目标方主控逻辑单元控制，用于校验所述RMAP协议目标方命令包的包头和数据；用于将所述RMAP协议目标方命令包的数据写入所述数据校验缓存模块；还用于判断所述RMAP协议目标方命令包中的内存操作命令事务的有效性；
[0014]所述目标方主控逻辑单元，在所述AXI总线接口与上位机连接时，用于将有效的所述内存操作命令信息提交至上位机，并向上位机提出与所述内存操作命令信息相应的内存操作授权申请；用于接收所述上位机发来的授权信息；用于提出RMAP协议目标方回复包发送申请信号；
[0015]所述目标方主控逻辑单元，在所述AXI总线接口与非智能终端连接时，用于提出与所述内存操作命令信息相应的内存操作授权申请，并自动授权；用于提出RMAP协议目标方回复包发送申请信号；用于发送RMAP协议目标方回复包发送申请信号至所述协议复用模块；
[0016]所述目标方DMA控制器模块，基于所述目标方主控逻辑单元控制，用于执行所述相应的内存操作；
[0017]所述回复包编码模块，基于所述目标方主控逻辑单元控制，用于组织RMAP协议目标方回复包；还用于将RMAP协议目标方回复包写入SpW节点控制器的发送缓存模块。
[0018]作为上述系统的一种改进，所述IP核还包括：与APB接口连接的状态配置模块和时间码处理器；
[0019]所述状态和配置模块，用于接收所述APB接口发来的配置信息，并配置所述IP核各模块的参数；用于监控所述IP核各模块的运行状态，并将运行状态信息发送至APB接口；
[0020]所述时间码处理器模块，用于维护和更新内部时间码；用于接收外部时间码；还用于输出更新的内部时间码。
[0021]作为上述系统的一种改进，所述协议处理器模块还包括：SpW数据回环模块；其中，
[0022]所述SpW数据回环模块用于控制回环功能的开启和关闭；当所述回环功能开启时，SpW节点控制器中的接收缓存模块发送的SpW数据包，通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于AXI总线的RMAP目标方IP核，其特征在于，所述IP核包括：与AXI总线接口连接的协议处理器和目标方处理器；所述协议处理器模块包括：协议复用模块和协议解复用模块；所述协议解复用模块，用于读取并接收SpW节点控制器的接收缓存模块中的SpW数据包，并判断所述SpW数据包的类型；其中，所述SpW数据包的类型的类型包括：无效SpW数据包、RMAP协议目标方命令包、RMAP协议发起方回复包和非RMAP协议SpW数据包；所述协议解复用模块还用于将所述RMAP协议目标方命令包解复用至目标方处理器；用于将所述RMAP协议发起方回复包解复用至发起方处理器，以进行后续处理；用于在AXI总线接口与上位机连接时，将所述非RMAP协议SpW数据包解复用至上位机，以进行后续处理，用于在所述AXI总线接口与非智能终端连接时，将所述非RMAP协议SpW数据包自动泄放；所述目标方处理器，用于对所述RMAP协议目标方命令包依次进行包头解码、包头校验和数据校验处理，并用于检查所述SpW数据包中内存操作命令事务的有效性；还用于提出相应的内存操作授权申请，待所述相应的内存操作授权申请授权后，执行所述内存操作命令，组织RMAP协议目标方回复包，并提出RMAP协议目标方回复包发送申请信号；还用于将RMAP协议目标方回复包写入SpW节点控制器的发送缓存模块；所述协议复用模块，用于接收来自目标方处理器的RMAP协议目标方回复包发送申请信号、来自所述发起方处理器的RMAP协议发起方命令包发送申请信号和来自所述上位机的非RMAP协议包发送申请信号；用于采用轮询仲裁调度，判断发送至SpW节点控制器的发送缓存模块的协议包类型；用于将非RMAP协议包写入SpW节点控制器的发送缓存模块。2.根据权利要求1所述的基于AXI总线的RMAP目标方IP核，其特征在于，所述目标方处理器包括：包头解码模块、检查控制模块、目标方主控逻辑单元、回复包编码模块和目标方DMA控制器模块；其中，所述包头解码模块，基于所述目标方主控逻辑单元控制，用于对所述RMAP协议目标方命令包的包头进行解码；所述检查控制模块，基于所述目标方主控逻辑单元控制，用于校验所述RMAP协议目标方命令包的包头和数据；用于将所述RMAP协议目标方命令包的数据写入所述数据校验缓存模块；还用于判断所述RMAP协议目标方命令包中的内存操作命令事务的有效性；所述目标方主控逻辑单元，在所述AXI总线接口与上位机连接时，用于将有效的所述内存操作命令信息提交至上位机，并向上位机提出与所述内存操作命令信息相应的内存操作授权申请；用于接收所述上位机发来的授权信息；用于提出RMAP协议目标方回复包发送申请信号；所述目标方主控逻辑单元，在所述AXI总线接口与非智能终端连接时，用于提出与所述内存操作命令信息相应的内存操作授权申请，并自动授权；用于提出RMAP协议目标方回复包发送申请信号；用于发送RMAP协议目标方回复包发送申请信号至所述协议复用模块；所述目标方DMA控制器模块，基于所述目标方主控逻辑单元控制，用于执行所述相应的内存操作；所述回复包编码模块，基于所述目标方主控逻辑单元控制，用于组织RMAP协议目标方回复包；还用于将RMAP协议目标方回复包写入SpW节点控制器的发送缓存模块。3.根据权利要求1所述的基于AXI总线的RMAP目标方IP核，其特征在于，所述IP核还包
括：与APB接口连接的状态配置模块和时间码处理器；所述状态和配置模块，用于接收所述APB接口发来的配置信息，并配置所述IP核各模块的参数；用于监控所述IP核各模块的运行状态，并将运行状态信息发送至APB接口；所述时间码处理器模块，用于维护和更新内部时间码；用于接收外部时间码；还用于输出更新的内部时间码。4.根据权利要求1所述的基于AXI总线的RMAP目标方IP核，其特征在于，所述协议处理器模块还包括：SpW数据回环模块；其中，所述SpW数据回环模块用于控制回环功能的开启和关闭；当所述回环功能开启时，SpW节点控制器中的接收缓存模块发送的SpW数据包，通过所述SpW数据回环模返回至所述SpW节点控制器中的发送缓存模块；当所述回环功能关闭时，所述SpW节点控制器中的接收缓存模块发送的SpW数据包由协议解复用模块接收。5.一种基于AXI总线的RMAP目标方IP核命令响应方法，基于权利要求1
‑
4任一所述的IP核实现，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)通过协议解复用模块，读取并接收SpW节点控制器的接收缓存模块中的SpW数据包，并判断所述SpW数据包的类型；当所述SpW数据包为无效SpW数据包时，停止接收本次SpW数据包；当所述SpW数据包的类型为RMAP协议目标方命令包，将其解复用至目标方处理器，并执行步骤2)；当所述SpW数据包的类型为RMAP协议发起方回复包时，将其解复用至发起方处理器；并执行步骤5)；当所述SpW数据包的类型为非RMAP协议SpW数据包且所述AXI总线接口与上位机连接时，将其解复用至上位机，停止接收本次SpW数据包，并执行步骤6)；当所述SpW数据包的类型为非RMAP协议SpW数据包且所述AXI总线接口与非智能终端连接时，或将其自动泄放后，停止接收本次SpW数据包；步骤2)通过所述目标方处理器，对所述SpW数据包依次进行包头解码、包头校验和数据校验处理，并检查所述SpW数据包中内存操作命令事务的有效性；执行步骤3)；步骤3)通过所述目标方处理器，针对有效的内存操作命令，提出相应的内存操作授权申请；待所述相应的内存操作授权申请授权后，执行所述内存操作命令；并组织RMAP协议目标方回复包，执行步骤4)；步骤4)通过所述目标方处理器，向协议复用模块提出RMAP协议目标方回复包发送申请信号，执行步骤7)；步骤5)通过所述发起方处理器对RMAP协议发起方回复包进行处理，生成RMAP协议发起方命令包，并向协议复用模块提出所述RMAP协议发起方命令包发送申请信号，执行步骤7)；步骤6)通过所述上位机对所述非RMAP协议SpW数据包进行处理，生成非RMAP协议包，并向所述协议复用模块提出非RMAP协议包发送申请信号，执行步骤7)；步骤7)通过所述协议复用模块接收RMAP协议目标方回复包发送申请信号、RMAP协议发起方命令包发送申请信号和非RMAP协议包发送申请信号，并基于轮询仲裁调度，决定发送至所述SpW节点控制器的发送缓存模块的协议包类型，并发送。6.根据权利要求5所述的基于AXI总线的RMAP目标方IP核的命令响应方法，其特征在
于，所述方法还包括预处理步骤：关闭所述SpW数据回环模块的回环功能。7.根据权利要求5所述的基于AXI总线的RMAP目标方IP核的命令响应方法，其特征在于，所述步骤1)中，判断所述SpW数据包的类型的具体步骤包括：通过所述协议解复用模块，在首字直通型FIFO非空时，判断所述SpW数据包的第一个码字是否是EOP或者EEP，如果第一个码字是EOP或者EEP则认为接收到无效SpW数据包，读取后结束本次接收；如果不是则读取第一个码字后待FIFO再次非空，判别第二个码字是否是EOP或者EEP，如果第二个码字是EOP或者EEP，则认为接收到无效SpW数据包，读取后结束本次接收；如果不是则继续判断第二个码字是否是RMAP协议字，其中，所述RMAP协议字为：9
’
h001，如果第二个码字不是RMAP协议字则认为接收到所述非RMAP协议SpW数据包；如果第二个码字是RMAP协议字，则读取第二个码字后待FIFO再次非空，判别第三个码字是否是EOP或者EEP，如果第三个码字是EOP或者EEP则认为接收到...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳萌，安军社，祝平，
申请(专利权)人：中国科学院国家空间科学中心，
类型：发明
国别省市：