一种基于两级队列结构的数据传输管理电路及方法技术

本发明专利技术涉及一种基于两级队列结构的数据传输管理电路及方法。本发明专利技术的管理电路包括硬件接口、软件接口、数据处理与调度模块、资源仲裁模块、一级队列管理模块、二级队列管理模块和配置及状态寄存器，硬件接口、软件接口、资源仲裁模块和配置及状态寄存器均与数据处理与调度模块连接，数据处理与调度模块连接、一级队列管理模块和二级队列管理模块均与资源仲裁模块连接，配置及状态寄存器分别与二级队列管理模块和处理器内核相连。本发明专利技术为多核SoC中多个处理器内核、网络接口之间的数据分发提供一种支持优先级调度、多个处理单元并行处理数据、减少处理器处理中断次数的数据传输管理电路及方法，实现多核与多网口之间负载平衡的数据分发，提高系统通信性能。提高系统通信性能。提高系统通信性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于两级队列结构的数据传输管理电路及方法


[0001]本专利技术属于数字集成电路设计领域，涉及一种在多个处理器内核与网络接口之间传输数据的管理电路及方法，尤其是一种基于两级队列结构的数据传输管理电路及方法。

技术介绍

[0002]由于对数据处理、传输能力和速度的需求日益增加，目前主流的高性能多核通信处理器内核数目由2个向12个以上以倍数增长，处理器主频及运算性能越来越高、通信协议的处理和数据的传输速率越来越快。
[0003]在多处理器内核SoC中，面对多个内核与网络接口间大量数据传输的需求，传统的以软件参与处理器负载平衡、数据流调度的方式在很大程度上降低系统整体的通信性能。

技术实现思路

[0004]为解决
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术为多核SoC中多个处理器内核、网络接口之间的数据分发提供一种支持优先级调度、多个处理单元并行处理数据、减少处理器处理中断次数的数据传输管理电路及方法，实现多核与多网口之间负载平衡的数据分发，提高系统通信性能。
[0005]本专利技术的技术解决方案是：本专利技术为一种基于两级队列结构的数据传输管理电路，其特殊之处在于：所述管理电路包括硬件接口、软件接口、数据处理与调度模块、资源仲裁模块、一级队列管理模块、二级队列管理模块和配置及状态寄存器，硬件接口、软件接口、资源仲裁模块和配置及状态寄存器均与数据处理与调度模块连接，数据处理与调度模块连接、一级队列管理模块和二级队列管理模块均与资源仲裁模块连接，配置及状态寄存器分别与二级队列管理模块和处理器内核相连。
[0006]进一步的，硬件接口接收来自外部多类网络接口的数据信号，或将数据发送到相应的网络接口，按照网络接口协议类型、接口速率对网络接口进行分类，每类网络接口对应一个硬件接口，每个硬件接口包含多个子接口，子接口数量与该类网络接口数量一致；硬件接口间相互独立，可并行接收/发送数据信号。
[0007]进一步的，软件接口接收来自多个处理器内核的数据信号，或将数据发送到相应的处理器内核；每个处理器内核对应一个软件接口，软件接口内部包含一系列寄存器组，处理器内核通过访问寄存器组接收或发送数据信息；软件接口间相互独立，可并行接收/发送数据信号。
[0008]进一步的，数据处理与调度模块对从硬件接口/软件接口接收的数据进行解析获得目的队列信息，通过资源仲裁模块获取一级队列管理模块和二级队列管理模块的使用权，通过一级队列管理模块申请1个存储空间存放数据控制信息，将数据入队到目的队列中，通过二级队列管理模块在二级队列中修改该队列的上下文信息；数据处理与调度模块向硬件接口/软件接口发送数据时，根据配置及状态寄存器中配置的出队模式，选择一个队列获取队列首部数据信息，发送到硬件接口/软件接口，并通过资源仲裁模块获取一级队列
管理模块和二级队列管理模块的使用权，通过一级队列管理模块释放出队的数据存储空间，通过二级队列管在二级队列中修改该队列的上下文信息。
[0009]进一步的，资源仲裁模块为数据处理与调度模块选择提供服务的软件接口/硬件接口，为队列管理模块选择提供服务的软件接口/硬件接口，资源仲裁模块采用先申请先服务的原则，当多个模块同时请求时，记录请求的顺序，按顺序逐一分配资源。
[0010]进一步的，一级队列管理模块分配或释放电路内部用于存放数据控制信息的存储单元，一级队列管理模块内部以链表形式管理存储空间，一个队列中的元素在存储单元中是非连续存储的。
[0011]进一步的，二级队列管理模块存储一级队列的上下文信息，二级队列区分优先级，当一个二级队列非空且长时间未被处理时，提高该队列的优先级，超时时间阈值通过配置及状态寄存器配置；一个二级队列内部的一级队列具有相同的优先级。
[0012]进一步的，配置及状态寄存器通过APB总线与处理器内核相连，处理器内核通过配置及状态寄存器获取电路的状态信息，或修改中断阈值等电路配置信息。
[0013]一种实现上述的基于两级队列结构的数据传输管理电路的方法，其特殊之处在于：该方法包括以下步骤：
[0014]1)硬件接口接收来自外部多类网络接口的数据信号，或将数据发送到相应的网络接口，按照网络接口协议类型、接口速率对网络接口进行分类，每类网络接口对应一个硬件接口，每个硬件接口包含多个子接口，子接口数量与该类网络接口数量一致；硬件接口间相互独立，可并行接收/发送数据信号；
[0015]2)软件接口接收来自多个处理器内核的数据信号，或将数据发送到相应的处理器内核；每个处理器内核对应一个软件接口，软件接口内部包含一系列寄存器组，处理器内核通过访问寄存器组接收或发送数据信息；软件接口间相互独立，可并行接收/发送数据信号；
[0016]3)数据处理与调度模块对从硬件接口/软件接口接收的数据进行解析获得目的队列信息，通过资源仲裁模块获取一级队列管理模块和二级队列管理模块的使用权，通过一级队列管理模块申请1个存储空间存放数据控制信息，将数据入队到目的队列中，通过二级队列管理模块在二级队列中修改该队列的上下文信息；数据处理与调度模块向硬件接口/软件接口发送数据时，根据配置及状态寄存器中配置的出队模式，选择一个队列获取队列首部数据信息，发送到硬件接口/软件接口，并通过资源仲裁模块获取一级队列管理模块和二级队列管理模块的使用权，通过一级队列管理模块释放出队的数据存储空间，通过二级队列管在二级队列中修改该队列的上下文信息。
[0017]4)资源仲裁模块为数据处理与调度模块选择提供服务的软件接口/硬件接口，为队列管理模块选择提供服务的软件接口/硬件接口，资源仲裁模块采用先申请先服务的原则，当多个模块同时请求时，记录请求的顺序，按顺序逐一分配资源；
[0018]5)一级队列管理模块分配或释放电路内部用于存放数据控制信息的存储单元，一级队列管理模块内部以链表形式管理存储空间，一个队列中的元素在存储单元中是非连续存储的；
[0019]6)二级队列管理模块存储一级队列的上下文信息，二级队列区分优先级，当一个二级队列非空且长时间未被处理时，提高该队列的优先级，超时时间阈值通过配置及状态
寄存器配置；一个二级队列内部的一级队列具有相同的优先级；
[0020]7)处理器内核通过配置及状态寄存器获取电路的状态信息，或修改中断阈值等电路配置信息。
[0021]本专利技术提供的一种基于两级队列结构的数据传输管理电路及方法，通过在多个处理器内核、网络接口之间提供一种支持优先级调度、多个处理单元并行处理、通过可配置中断阈值的方式减少处理器处理中断次数的数据帧管理电路，实现多核与多网口之间负载平衡的数据传输，提高系统数据处理性能。
附图说明
[0022]图1是本专利技术的电路框图。
[0023]附图标记如下：
[0024]1、硬件接口，2、软件接口，3、数据处理与调度模块，4、资源仲裁模块，5、一级队列管理模块，6、二级队列管理模块，7、配置及状态寄存器。
具体实施方式
[0025]下面结合附图和具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于两级队列结构的数据传输管理电路，其特征在于：所述管理电路包括硬件接口、软件接口、数据处理与调度模块、资源仲裁模块、一级队列管理模块、二级队列管理模块和配置及状态寄存器，所述硬件接口、软件接口、资源仲裁模块和配置及状态寄存器均与数据处理与调度模块连接，所述数据处理与调度模块连接、一级队列管理模块和二级队列管理模块均与资源仲裁模块连接，所述配置及状态寄存器分别与二级队列管理模块和处理器内核相连。2.根据权利要求1所述的基于两级队列结构的数据传输管理电路，其特征在于：所述硬件接口接收来自外部多类网络接口的数据信号，或将数据发送到相应的网络接口，按照网络接口协议类型、接口速率对网络接口进行分类，每类网络接口对应一个硬件接口，每个硬件接口包含多个子接口，子接口数量与该类网络接口数量一致；硬件接口间相互独立，可并行接收/发送数据信号。3.根据权利要求1所述的基于两级队列结构的数据传输管理电路，其特征在于：所述软件接口接收来自多个处理器内核的数据信号，或将数据发送到相应的处理器内核；每个处理器内核对应一个软件接口，软件接口内部包含一系列寄存器组，处理器内核通过访问寄存器组接收或发送数据信息；软件接口间相互独立，可并行接收/发送数据信号。4.根据权利要求1所述的基于两级队列结构的数据传输管理电路，其特征在于：所述数据处理与调度模块对从硬件接口/软件接口接收的数据进行解析获得目的队列信息，通过资源仲裁模块获取一级队列管理模块和二级队列管理模块的使用权，通过一级队列管理模块申请1个存储空间存放数据控制信息，将数据入队到目的队列中，通过二级队列管理模块在二级队列中修改该队列的上下文信息；数据处理与调度模块向硬件接口/软件接口发送数据时，根据配置及状态寄存器中配置的出队模式，选择一个队列获取队列首部数据信息，发送到硬件接口/软件接口，并通过资源仲裁模块获取一级队列管理模块和二级队列管理模块的使用权，通过一级队列管理模块释放出队的数据存储空间，通过二级队列管在二级队列中修改该队列的上下文信息。5.根据权利要求1所述的基于两级队列结构的数据传输管理电路，其特征在于：所述资源仲裁模块为数据处理与调度模块选择提供服务的软件接口/硬件接口，为队列管理模块选择提供服务的软件接口/硬件接口，资源仲裁模块采用先申请先服务的原则，当多个模块同时请求时，记录请求的顺序，按顺序逐一分配资源。6.根据权利要求1所述的基于两级队列结构的数据传输管理电路，其特征在于：所述一级队列管理模块分配或释放电路内部用于存放数据控制信息的存储单元，一级队列管理模块内部以链表形式管理存储空间，一个队列中的元素在存储单元中是非连续存储的。7.根据权利要求1所述的基于两级队列结构的数据传输管理电路，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张昕月，田泽，闫爱，白啸虎，马晗，
申请(专利权)人：西安翔腾微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：