[發明專利]高效以太網數據幀包FIFO實現方法

在審

• 申請號: 201510435832.0
• 申請日: 2015-07-22
• 公開（公告）號: CN105141548A
• 公開（公告）日: 2015-12-09
• 發明（設計）人: 馮廣影;黃鋒;李焱
• 申請（專利權）人: 江蘇技睿通信科技有限公司
• 主分類號: H04L12/863
• 分類號: H04L12/863;H04L29/08
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 朱亮淞

技術領域

本發明涉及一種數據的處理方法，特別是一種數據幀的FIFO處理方法。

背景技術

現有以太網介質訪問控制層(MAC)對以太網PHY的數據存儲時通常使用包先入先出緩存(FIFO)，為了提高數據處理速度，通常使用乒乓緩存(PING-PONGFIFO)，每個FIFO的深度至少是一個最長以太網數據幀長。而在實際數據傳輸過程中，數據并非在任何情況下都以最大幀長進行傳輸，在短幀傳輸的過程中，會造成較大的資源浪費，同時PING-PONGFIFO的控制部分也比較復雜。

以太網幀數據由10比特數據組成，最高比特位為1表示幀結束，次高比特位為1表示幀開始，低8位比特位表示傳輸的數據。在寫使能有效的情況下，每個時鐘的上升沿將數據存儲到FIFO中。

傳統FIFO的工作特性是，無論幀長占用FIFO空間的多少，一個幀結束后就不能再寫入數據，直到FIFO中的數據被處理完成，這樣會浪費存儲空間。

為了加快數據處理速率，通常會使用兩塊FIFO，如附圖1所示，當其中一個FIFO寫入數據完成之后，由控制單元將寫數據的控制權交給另一個FIFO。同時后級處理單元可以從前一個FIFO中讀出數據，這樣依次交替循環進行讀寫操作。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供了一種僅使用一個FIFO和一個幀計數器的方案實現與乒乓緩存同等功能的方法。

技術方案：為實現上述目的，本發明的高效以太網數據幀包FIFO實現方法僅使用一個FIFO和一個幀計數器，所述FIFO用于緩存以太網數據幀，所述以太網數據幀每個數據單元包含十個數據位，其中高二位為幀狀態標志位，低八位為以太網數據幀的一個字節，所述幀狀態標志位的00、01、10、11四種標識狀態分別對應以太網數據幀的第二至倒數第三個字節、數據幀起始字節、數據幀的倒數第二個字節以及數據幀的結束字節四種數據中的一種。

進一步地，所述FIFO的深度滿足MAC處理數據的需求。

進一步地，使用同步SRAM做為FIFO的存儲單元。

有益效果：本發明的高效以太網數據幀包FIFO實現方法僅使用一個FIFO即實現了數據幀的高效存儲與處理，通過對以太網數據幀的倒數第二字節進行特殊標記，在不需要解析以太網數據幀內容的情況下，快速從FIFO中截取完整的以太網數據幀，節約電路資源，提高數據處理速度，適用于更多的應用場合。

附圖說明

附圖1為兩塊FIFO循環讀取數據幀的原理圖；

附圖2為使用傳統方法時FIFO中數據幀的讀取原理圖以及各數據部分的數據狀態標志；

附圖3為使用本發明方法時FIFO中數據幀的讀取原理圖以及各數據部分的數據狀態標志；

附圖4為FIFO的數據組織結構。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。

本發明提出通過對以太網數據幀倒數第二字節進行特殊標記的方式，僅使用一個FIFO和一個幀計數器的方案實現與PING-PONGFIFO同等功能的方法。FIFO的深度滿足MAC處理數據的需求即可。

在大多數的應用場景下，使用同步SRAM做為FIFO的存儲單元，其特性是在時鐘的上升沿給出讀有效信號，在下一個時鐘的上升沿可以從SRAM的輸出端口采樣到穩定的數據。

以太網數據以字節為單位，即8位數據位，而通常在存儲數據的時候使用10位數據位，多出的2位分別用于標志幀開始和幀結束。這樣數據分成3種類型，幀開始(次高比特位)，幀結束(最高比特位)，中間數據。

在使用一個FIFO時，FIFO中可能會有多個以太網數據幀，只有當幀的最后一個數據被讀出來以后才能知道是不是幀的結束，但對于判斷是否還需要立即讀下一個數據來說，這實際上已經晚了。如圖2所示，在讀出幀結束數據的時刻(rdata的高2位是10)，來不及判定是不是需要繼續讀數據，除非此時這個FIFO已經空了。

前面指出，有2位用于標志幀狀態的標志位實際上只使用了3種狀態，我們可以使用第4種狀態11標記倒數第二字節。如圖3所示，這樣就比較容易判定下一時刻是否還需要繼續讀數據了。

使用上述方法，用一個FIFO即可實現現有方案的功能和效率，節約了一半的資源。