用于电信网络应用的无锁缓冲器管理方案制造技术

此处描述一种用于电信网络中的调制解调器上的多核处理器中的缓冲器管理机制。所述缓冲器管理机制包括为一个或更多2层应用提供缓冲器管理服务的缓冲器模块，其中，缓冲器模块至少为正在用户空间中运行的应用软件提供用户空间应用接口。缓冲器管理机制还包括管理多个单独的令牌池的缓冲器管理器，其中，所述令牌包括指向外部存储器中的存储器区域的指针。另外，缓冲器管理机制包括客户驱动器，所述客户驱动器管理将被用于用户平面数据分发的、包括缓冲器池和帧队列的数据路径加速体系结构（DPAA）资源。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的示例性实施例涉及一种无锁缓冲器管理方案，所述方案用于使用多核处理器的单一调制解调器板上的多小区支持。尽管本专利技术特别涉及无线电信领域，并且由此将特别参考其来进行描述，但应当认识到，本专利技术可以在其它领域和应用中有用。
技术介绍
作为背景，LTE (长期演进)是正在迅速演进的3GPP项目，其目标是改进UMTS (通用移动电信系统)移动 电话标准以应付未来的通信网络需求。LTE提升无线网络效率和带宽，降低成本并增强服务体验。特别地，LTE利用新频谱机会，并且提供与其它开放标准的更好集成。LTE通常包括LTE RAN (无线电接入网络)(也称为E-UTRAN)连同EPS (演进的分组系统，也称为演进的分组核心)。通常将通信系统拆分成两个主要功能:数据平面功能和控制平面功能。在之前的LTE产品中，在调制解调器板上使用至少两个处理器:一个用于支持控制平面功能(非实时的，例如操作、维护和管理(或0Α&Μ)，以及呼叫处理管理相关功能)，以及另一个用于端接和支持数据平面功能(实时的，例如LTE2层处理)。控制和数据平面这两者使用不同的操作系统(OS)实例，例如用于控制平面的Linux，和用于数据平面核心的诸如vXWorks (由加利福尼亚阿拉米达的Wind River Systems制作和出售)的实时OS。通常,一个调制解调器板支持一个扇区或小区。因此，为支持多小区(例如3小区或6小区)配置，将有必要提供与小区数量一样多的调制解调器板。多核处理器可以在调制解调器板上的LTE无线基站中使用。诸如在包含全部八个核心的一个SMP分区上运行的具有PREEMPT_RT补丁的SMP Linux操作系统。在该配置中，控制平面(非实时线程/进程)和数据平面(实时线程/进程)共享同一操作系统实例，即使其一定会在不同核心上运行。由此，存在对无锁的缓冲器管理方案的需求，否则可能导致极大的等待时间尖峰。所述情形可以严重危害或破坏LTE2层实时处理需求。在SMP环境中，由一个核心上的非实时进程或线程获取的锁可以导致对于不同核心上正等待该锁被释放的实时线程或进程的等待时间尖峰。
技术实现思路
此处描述一种SMP环境中的无锁缓冲器管理方案。示例性实施例利用诸如缓冲器管理器(BMan)的调制解调器板上的硬件部件来冲裁来自多个核的对缓冲器的同时访问。由于未占用任何软件锁，所以没有任何进程或线程将在等待锁被释放时被阻塞。例如带有PREEMPT_RT的SMPLinux的操作系统(OS)不是例如vxWorks的硬核心实时OS。因此，定义所述缓冲方案是重要的；否则，操作系统不能满足LTE2层调度器的实时处理需求。从应用软件的角度看，硬件仲裁将使得看起来就像同时来自各种核心的对缓冲器的全部请求已在没有任何进程或线程被阻塞的情况下几乎并行地被处理。于是不存在任何极大等待时间尖峰。此处还描述一种用于SMP Linux的零复制缓冲器管理方案，数据由此被用户空间应用发送或接收。为达到跨用户到内核空间边界的零复制，缓冲器存储器不得不经过内核到用户空间映射。经由分配连续的存储器块，使得内核到用户空间映射和缓冲器池的填充(seeding)较简单。使用数学公式来计算特定缓冲器在指定池中的指针地址使得所述缓冲器管理方案更确定和鲁棒，并且其在缓冲器管理簿记和垃圾收集活动中提供重大帮助。这将还有助于实现对存储器损坏的高效检查。在所述处理环境中，中间件层通常对应用层隐藏所有硬件特定实现细节。核心抽象层(CAL)提供对多核处理器及其数据路径加速体系结构(或DPAA)的抽象。为部署所述调制解调器板，所述CAL提供各种服务，例如针对LTE2层应用的零复制无锁缓冲器管理方案，以及，针对多小区配置的对背板以太网驱动(BED)接口的支持，其中，所述背板以太网驱动接口用于去往和来自控制板的无线电链路控制(RLC)服务数据单元(SDU)发送和接收。在本专利技术的一方面中，提供一种用在电信网络中的调制解调器上的多核处理器中的缓冲器管理机制。所述缓冲器管理机制包括为一个或更多2层应用提供缓冲器管理服务的缓冲器模块，其中，所述缓冲器模块至少为正在用户空间中运行的应用软件提供用户空间应用接口。所述缓冲器管理机制还包括管理多个单独的令牌池的缓冲器管理器，其中，所述令牌包括指向外部存储器中的存储器区域的指针。另外，所述缓冲器管理机制包括客户驱动器，所述客户驱动器管理将被用于用户平面数据分发的、包括缓冲器池和帧队列的数据路径加速体系结构(DPAA)资源。可选地，所述客户驱动器可以进一步用于实施一系列功能。例如，所述客户驱动器可以获取连续的外部存储器块。接下来，所述客户驱动器可以将内核空间存储器映射到用户空间，以便允许用户模式应用在不需要实施数据复制的情况下访问存储在所述外部存储器中的数据。所述客户驱动器可以还初始化一些池、每个池的一些令牌以及所述令牌所指向的一定尺寸的缓冲器。最后，所述客户驱动器可以用令牌填充所述池。在本专利技术的另一方 面中，提供一种装置，所述装置用于提供电信网络中的多小区支持。所述装置一般包括调制解调器板和多核存储器，所述多核处理器包括多个连接到所述调制解调器板的处理器核心。关于所述多核处理器，使用包括在其中的处理器核心的全部定义单一分区，并且其中，所述单一分区用于执行全部控制平面功能和全部数据平面功能。进一步地，核心抽象层对正在所述单一分区中的处理器核心上运行的应用软件隐藏任何核心特定细节。所述核心抽象层恰当地包括为一个或更多2层应用提供缓冲器管理服务的缓冲器模块，其中，所述缓冲器模块至少为正在用户空间中运行的应用软件提供用户空间应用接口。所述核心抽象层还包括管理多个单独的令牌池的缓冲器管理器，其中，所述令牌包括指向外部存储器中的存储器区域的指针。另外，所述核心抽象层包括客户驱动器，所述客户驱动器管理将被用于用户平面数据分发的、包括缓冲器池和帧队列的数据路径加速体系结构(DPAA)资源。从下面提供的详细描述中，本专利技术的进一步适用范围将变得显而易见。然而应当理解，所述详细描述和特定示例在指示本专利技术的优选实施例的同时，仅作为示例被给出，因为本专利技术的精神和范围内的各种改变和修改对于本领域的技术人员将变得显而易见。附图说明本专利技术存在于设备的各种部分以及方法的步骤的构造、安排和组合中，由此实现如下文中充分阐述、特别在权利要求中指出并且在附图中示出的所设想目的，其中:图1示出了根据本专利技术的方面的平台体系结构的一个实施例；图2示出了用于实现图1中所示的核心抽象层的一个示例性体系结构；图3示出了用于使用多核处理器的单一调制解调器板上的多小区支持的一个示例性无锁缓冲器管理方案；以及图4示出了存储器和缓冲器池的获取和填充的高层视图。具体实施例方式现在参考附图，其中，附图中所示仅用于示出示例性实施例，并且不用于限制所要求权利的主题，图1提供系统的视图，其中，当前描述的实施例可以被并入所述系统中。现在参考图1，其示出了一个示例性平台体系结构100。该体系结构通常在调制解调器板上使用，但应当理解，其可以在其它应用中使用。在该实施例中，使用其中的全部八个核心定义一个分区。然而应当认识到，多核处理器100可以具有任意数量的核心。通过该实施例，由此有可能使用在核心(例如八个核心 )的全部上运行的单一对称多处本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·R·加沃尔，L·索，
申请(专利权)人：阿尔卡特朗讯公司，
类型：
国别省市：