本发明专利技术公开了一种TSN网络端口输出调度装置，包括：端口调度模块和分组集中缓存模块；分组集中缓存模块与端口调度模块连接，用于为端口调度模块缓存分组；端口调度模块包括入队控制模块、队列管理模块、分组描述符缓存模块和出队调度模块；入队控制模块与队列管理模块连接；队列管理模块分别与分组描述符缓存模块和出队调度模块连接；分组描述符缓存模块用于存储调度所需参数。该装置结构简单，安全、有效、可靠且操作简便，该装置可以有效提高TSN端口调度的扩展性。调度的扩展性。调度的扩展性。
【技术实现步骤摘要】
一种TSN网络端口输出调度装置
[0001]本专利技术涉及TSN网络调度
，特别是涉及一种TSN网络端口输出调度装置。
技术介绍
[0002]时间敏感网络（Time Sensitive Networking, TSN）技术通过在标准以太网的基础上引入时间同步、确定性分组转发、帧复制与消除等功能，对传统以太网在实时性、容错性方面进行增强，旨在为时间敏感流量提供确定性、可靠性的服务，在航空航天、5G、高端装备制造等领域有良好的应用前景。
[0003]时间敏感网络中存在着三种典型的流量类型，分别是具有硬实时要求的时间敏感流量（ST流）、具有软实时要求的音视频类流量（AVB流）、以及对实时性没有要求的尽力而为流量（BE流）。其中时间敏感流量是一类需要满足低延迟、低抖动需求的周期性流量，该类流量是保证时间敏感网络实时性、确定性的关键。因此，在TSN网络中时间敏感流量通常被设置为最高优先级，具有软实时要求的音视频流量优先级次之，对实时性没有要求的尽力而为流量优先级最低。在各流量中还可以进一步区分优先级进行服务等级的区分。为了保障时间敏感流量的实时性和确定性，需要采用片上存储资源对流量的分组数据和分组描述符进行缓存。
[0004]随着各类实时应用场景中时间敏感流量的数目越来越多，例如在车载网络中，随着车上传感器数量成倍的提升，网络中时间敏感流的数目成倍增长。流量数目的增长直接导致片上存储资源成为了制约时间敏感网络交换芯片设计的瓶颈，尤其是嵌入式应用场景中芯片资源受限情况下，传统基于端口优先级队列的分布式分组缓存与调度方法显然是对片上有限存储资源的极大浪费，不利于TSN输出调度能力的扩展。
[0005]现有的TSN交换机上常采用集中式分组缓存实现多个输出处理模块共享，以提高缓冲区资源的利用率，但其输出调度仍然采用标准提出的优先级队列的方式，即针对每个优先级单独设置缓存队列对分组描述符进行缓存。为支持交换极端处理情况，各优先级队列需要设置的深度要与集中缓存所能存储的分组数量保持一致，从而导致各端口分组描述符缓存仍然存储大量的浪费，使得TSN输出调度可扩展性受限。
[0006]因此，提供一种基于共享缓存的高可扩展性的TSN网络端口输出调度装置是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的在于提供一种TSN网络端口输出调度装置，该装置结构简单，安全、有效、可靠且操作简便，该装置可以有效提高TSN端口调度的扩展性。
[0008]基于以上目的，本专利技术提供的技术方案如下：一种TSN网络端口输出调度装置，包括：端口调度模块和分组集中缓存模块；所述分组集中缓存模块与所述端口调度模块连接，用于为所述端口调度模块缓存分组；
所述端口调度模块包括入队控制模块、队列管理模块、分组描述符缓存模块和出队调度模块；所述入队控制模块与所述队列管理模块连接；所述队列管理模块分别与所述分组描述符缓存模块和出队调度模块连接；所述分组描述符缓存模块用于存储调度所需参数。
[0009]优选地，还包括：输入处理模块和输出处理模块；所述输入处理模块与所述入队控制模块连接，用于向所述入队控制模块输入分组描述符；所述输出处理模块分别与所述出队调度模块和所述分组集中缓存模块连接。
[0010]优选地，所述分组描述符内包括：分组调度所需信息；所述分组调度所需信息包括：分组所属的流ID、分组集中缓存ID、分组入队优先级、分组入队流门控ID、分组令牌桶ID、分组达到端口时间和分组长度。
[0011]优选地，还包括：所述分组描述符缓存模块用于存储所述下一个分组集中缓存ID、所述分组令牌桶ID和所述分组长度；所述分组描述符缓存模块与所述分组集中缓存模块中所存储的分组数量相同，且所述分组描述符缓存模块与所述分组集中缓存模块一一对应。
[0012]优选地，所述入队控制模块包括：ST入队控制子模块、AVB入队控制子模块和BE入队控制子模块；所述ST入队控制子模块、所述AVB入队控制子模块和所述BE入队控制子模块均与所述输入处理模块连接，均用于根据预设规则对带有所述分组描述符的数据进行处理。
[0013]优选地，所述入队控制模块还包括：入队门控表；所述ST入队控制子模块、所述AVB入队控制子模块和所述BE入队控制子模块均与所述队列管理模块连接；所述ST入队控制子模块用于根据所述分组描述符中的所述分组入队流门控ID和当前调度时间槽，查找所述入队门控表，并根据反馈结果判断是否发送ST分组数据至所述队列管理模块中按所述分组入队优先级存储；所述AVB入队控制子模块用于直接发送AVB分组数据至所述队列管理模块中按所述分组入队优先级存储；所述BE入队控制子模块用于直接发送BE分组数据至所述队列管理模块中按所述分组入队优先级存储。
[0014]优选地，所述队列管理模块包括：若干个分组集中缓存ID寄存器对；每个所述分组集中缓存ID寄存器对与每个优先级队列一一对应；所述分组集中缓存ID寄存器对用于标识对应优先级队列的队首分组集中缓存ID和队尾分组集中缓存ID，并根据所述分组集中缓存ID、所述分组令牌桶ID、所述分组长度和所述队尾分组缓存ID更新所述分组描述符缓存模块。
[0015]优选地，所述出队调度模块包括：出队门控表、令牌桶信息表和轮询调度子模块；所述轮询调度子模块用于根据所述输出处理模块所反馈的空闲信息、所述队列管理模块中若干个分组集中缓存ID寄存器对的状态、所述出队门控表和所述令牌桶信息表，
对各个优先级队列中的分组描述符进行轮询调度。
[0016]优选地，所述轮询调度子模块包括：ST调度子模块、AVB调度子模块、BE调度子模块和调度控制子模块；所述调度控制子模块分别与所述ST调度子模块、所述AVB调度子模块和所述BE调度子模块连接；所述调度控制子模块用于在空闲状态下调用所述ST调度子模块，进入ST调度状态；所述ST调度子模块用于在进入ST状态后，执行ST调度；所述调度控制子模块还用于在满足第一预设条件时调用所述AVB调度子模块，进入AVB调度状态；所述AVB调度子模块用于在进入AVB调度状态后，执行AVB调度；所述调度控制子模块还用于在满足第二预设条件时调用所述BE调度子模块，进入BE调度状态；所述BE调度子模块用于在进入BE调度状态后，执行BE调度。
[0017]优选地，还包括：所述输出处理模块用于根据所述出队调度模块中的分组集中缓存ID，从所述分组集中缓存模块中获取对应的分组数据输出，并在输出完成后向所述出队调度模块反馈空闲信息。
[0018]本专利技术所提供的TSN网络端口输出调度装置，设置有端口调度模块和分组集中缓存模块；分组调度模块中设置有入队控制模块、队列管理模块、分组描述符缓存模块和出队调度模块；入队控制模块与队列管理模块连接，队列管理模块分别与分组描述符缓存模块和出队调度模块连接，其中，分组描述符缓存模块用于存储调度所需参数。工作过程中，通过向入队控制模块输入的分组描述符，即分组调度所需的控制信息，入队控制模块根据分组描述符中的分组入队优先级进行区分处本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种TSN网络端口输出调度装置，其特征在于，包括：端口调度模块和分组集中缓存模块；所述分组集中缓存模块与所述端口调度模块连接，用于为所述端口调度模块缓存分组；所述端口调度模块包括入队控制模块、队列管理模块、分组描述符缓存模块和出队调度模块；所述入队控制模块与所述队列管理模块连接；所述队列管理模块分别与所述分组描述符缓存模块和出队调度模块连接；所述分组描述符缓存模块用于存储调度所需参数。2.如权利要求1所述的TSN网络端口输出调度装置，其特征在于，还包括：输入处理模块和输出处理模块；所述输入处理模块与所述入队控制模块连接，用于向所述入队控制模块输入分组描述符；所述输出处理模块分别与所述出队调度模块和所述分组集中缓存模块连接。3.如权利要求2所述的TSN网络端口输出调度装置，其特征在于，所述分组描述符内包括：分组调度所需信息；所述分组调度所需信息包括：分组所属的流ID、分组集中缓存ID、分组入队优先级、分组入队流门控ID、分组令牌桶ID、分组达到端口时间和分组长度。4.如权利要求3所述的TSN网络端口输出调度装置，其特征在于，还包括：所述分组描述符缓存模块用于存储下一个分组集中缓存ID、所述分组令牌桶ID和所述分组长度；所述分组描述符缓存模块与所述分组集中缓存模块中所存储的分组数量相同，且所述分组描述符缓存模块与所述分组集中缓存模块一一对应。5.如权利要求4所述的TSN网络端口输出调度装置，其特征在于，所述入队控制模块包括：ST入队控制子模块、AVB入队控制子模块和BE入队控制子模块；所述ST入队控制子模块、所述AVB入队控制子模块和所述BE入队控制子模块均与所述输入处理模块连接，均用于根据预设规则对带有所述分组描述符的数据进行处理。6.如权利要求5所述的TSN网络端口输出调度装置，其特征在于，所述入队控制模块还包括：入队门控表；所述ST入队控制子模块、所述AVB入队控制子模块和所述BE入队控制子模块均与所述队列管理模块连接；所述ST入队控制子模块用于根据所述分组描述符中的所述分组入队流门控ID和当前调度时间槽，查找所述入队门控表，并根据反馈结果判断是否发送ST分组数据至所述队列管理模块中...
【专利技术属性】
技术研发人员：全巍，孙志刚，彭锦涛，吴茂文，黄容，李韬，吕高锋，杨惠，刘汝霖，李存禄，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。