[發明專利]一種多光纖輸入隊列的自適應輪詢調度方法

在審

• 申請號: 201710621895.4
• 申請日: 2017-07-27
• 公開（公告）號: CN107509127A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 楊陽;翟棟梁;吳元清
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二四研究所
• 主分類號: H04Q11/00
• 分類號: H04Q11/00;H04B10/25
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種多光纖輸入隊列的調度方法。

背景技術

雷達系統中，數字中頻、數字視頻、脈沖描述字等數據往往以光纖數據流的形式輸入，通過協議轉換，將數據傳輸到系統總線上，供其他子系統調取使用。由于光纖數量眾多，常常出現多路光纖競爭同一總線入口的情況，這時就需要為光纖數據排隊并加入調度器，分配總線端口的使用權。同時，雷達系統數據類型多，實際流量不一，實時性要求不一，給調度器的邏輯設計帶來很大困難。

傳統的先入先出(FIFO)，嚴格優先級(SP)，加權公平隊列(WFQ)等多輸入算法無法保證同時對多類型數據帶寬、延時的要求。當前調度管理和總線控制技術的常用處理方法是為每一類型的數據配置相應的服務質量、最大分組長度等參數以適應不同的帶寬、延時要求。在多輸入隊列具備成熟、標準協議的情況下該方法較為適用，但對于沒有固定協議的自定義光纖數據來說，其參數如何合理配置成為棘手的問題。解決的辦法是設計一種自適應加權機制，通過考察延時、隊列擁堵情況和數據包平均長度，自適應的修改輪詢次序、分配權重和信元長度，以求達到最優分配。

本發明提出了一種多光纖輸入隊列的自適應輪詢調度方法，以FPGA為基礎，使用自適應的加權差額輪詢算法(WDRR)，為光纖數據隊列動態分配總線端口使用權。FPGA強大的并行處理能力，非常適合多輸入隊列調度算法的應用。

發明內容

本發明提出了一種多光纖輸入隊列的自適應輪詢調度方法。

實現本發明目的的技術解決方案為：FPGA使用GTX接收N路光纖數據緩存進相應的FIFO，形成隊列A₁～A_N，每個隊列分配的權重Q_i，初始差額計數D_i和信元長度C_i相同。開始輪詢，查看當前隊列A_i的FIFO情況。若當前隊列為空，則跳過該隊列，并將差額計數D_i置0；若當前隊列不為空，則為隊列加入權重，即D_i＝D_i+Q_i。此時若D_i大于等于C_i，則發送長度為C_i的數據到總線上，并將該長度從差額中減去，即D_i＝D_i-C_i，開始下一次比較；此時若D_i小于C_i，則進入下個隊列。

實時查詢每個隊列中FIFO的狀態，如果隊列A_i的FIFO緩存數據量大于一定閾值，則認為出現了擁堵，需要增大分配給本隊列的帶寬，即增加權重Q_i′，以此實現了動態的總線帶寬分配。

在每個輪詢循環中，監測隊列Ai的最大延時σ_i，并按照各隊列延時系數η_i＝σ_i/τ_i由按降序排列，下一次輪詢循環即按照該次序進行，這樣就將實時性強的隊列輪詢次序提高，而對延時不敏感的隊列次序降低。

在每個輪詢循環中同時使用指數平均移動來估計各隊列數據包平均長度。一次輪詢完成后，更新信元長度其中L_i為本次輪詢中隊列i的估計數據包長度，C_max為總線上最大信元長度，以此提高總線利用率。

下面結合附圖對本發明做進一步詳細描述。

附圖說明

附圖1是多光纖輸入隊列的輪詢調度的整體構成圖。

附圖2是輪詢流程圖。

具體實施方式

本發明主要用于多光纖輸入隊列的輪詢調度。該方法使用自適應加權差額輪詢調度方法，根據各隊列狀態，動態調整隊列的分配權重，信元長度和輪詢次序，由FPGA實現完成，如附圖1所示，具體實施方法為：