[發(fā)明專利]動(dòng)態(tài)共享緩沖存儲器及交換機(jī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710986164.X
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107888512B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王克非;張鶴影;黃文斌;屈銀東
• 申請（專利權(quán)）人: 常州楠菲微電子有限公司
• 主分類號: H04L12/861
• 分類號: H04L12/861;H04L12/879;G06F9/54;G06F5/06
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 金旭鵬;肖冰濱

本發(fā)明實(shí)施例提供一種動(dòng)態(tài)共享緩沖存儲器及交換機(jī)，屬于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的報(bào)文隊(duì)列管理領(lǐng)域。所述動(dòng)態(tài)共享緩沖存儲器包括配合實(shí)現(xiàn)讀寫請求、讀寫地址及數(shù)據(jù)的傳送的數(shù)據(jù)輸入端口、讀數(shù)據(jù)處理單元、地址訪問管理單元、隊(duì)列管理單元、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)及數(shù)據(jù)輸出端口。本發(fā)明實(shí)施例設(shè)計(jì)了一種能夠支持上千個(gè)隊(duì)列的動(dòng)態(tài)共享緩沖區(qū)，能夠消除寫緩沖區(qū)和讀緩沖區(qū)同時(shí)發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的各種訪問沖突，能夠支持連續(xù)寫緩沖區(qū)和連續(xù)讀緩沖區(qū)。此外，本發(fā)明實(shí)施例還采用空閑地址預(yù)寫和預(yù)讀的方式實(shí)現(xiàn)了一個(gè)讀端口和一個(gè)寫端口的存儲器支持兩個(gè)寫請求和兩個(gè)讀請求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的報(bào)文隊(duì)列管理領(lǐng)域，具體地涉及一種支持上千個(gè)隊(duì)列的動(dòng)態(tài)共享緩沖存儲器及具有該動(dòng)態(tài)共享緩沖存儲器的交換機(jī)。

背景技術(shù)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的交換機(jī)中通常采用集中緩沖的方式保存等待轉(zhuǎn)發(fā)的報(bào)文。具體地，報(bào)文從輸入端口輸入到交換機(jī)，經(jīng)過入口流水線處理，查表得到報(bào)文的輸出端口，將報(bào)文保存在集中緩沖區(qū)中，同時(shí)將報(bào)文描述信息發(fā)送到調(diào)度器，等待被調(diào)度輸出。其中，報(bào)文描述信息中通常包含調(diào)度器需要的調(diào)度信息，例如報(bào)文的輸出端口、在集中緩沖中的保存位置、長度、優(yōu)先級等。調(diào)度器根據(jù)報(bào)文優(yōu)先級將報(bào)文分配到目的輸出端口的不同隊(duì)列，然后將報(bào)文描述信息鏈接到相應(yīng)隊(duì)列的報(bào)文鏈表中，調(diào)度器再從隊(duì)列鏈表頭部依次調(diào)度出報(bào)文描述信息。然后，集中緩沖從調(diào)度出的報(bào)文描述信息中獲得報(bào)文保存的位置，從相應(yīng)的位置讀出報(bào)文，發(fā)送到輸出端口，完成報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)過程。

為了提供更細(xì)粒度的服務(wù)質(zhì)量，每個(gè)輸出端口提供多個(gè)不同優(yōu)先級的隊(duì)列，例如16個(gè)、32個(gè)、48個(gè)，甚至64個(gè)。如果16個(gè)端口共享一個(gè)調(diào)度器，就需要支持1024個(gè)隊(duì)列的管理和調(diào)度。同一個(gè)調(diào)度器的隊(duì)列，其報(bào)文描述信息保存在一個(gè)共享的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中，同一個(gè)隊(duì)列的報(bào)文描述信息互相鏈接，形成鏈表。不同隊(duì)列的報(bào)文描述信息數(shù)量不同，為了減少數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的深度，節(jié)約芯片面積，隊(duì)列之間采用動(dòng)態(tài)共享方式使用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。

多隊(duì)列動(dòng)態(tài)共享緩沖區(qū)是一種常用的緩沖區(qū)分配和管理方式，以前的實(shí)現(xiàn)中僅有幾個(gè)隊(duì)列共享緩沖區(qū)，例如4個(gè)、6個(gè)或者8個(gè)，隊(duì)列的狀態(tài)信息，例如頭指針、尾指針、隊(duì)列長度等均采用寄存器實(shí)現(xiàn)，使用時(shí)，直接用相應(yīng)的寄存器即可。但是，將以前的實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展到支持上千個(gè)隊(duì)列時(shí)，需要保存的隊(duì)列狀態(tài)信息急劇增加，無法用寄存器保存這些信息，需要解決隊(duì)列頭指針、尾指針、隊(duì)列長度等狀態(tài)信息的存放和快速訪問，以及向緩沖區(qū)中寫入數(shù)據(jù)和從緩沖區(qū)中讀出數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)生時(shí)，對頭指針、尾指針、隊(duì)列長度、地址緩沖區(qū)的訪問沖突。

據(jù)此，需要提出新的實(shí)現(xiàn)多隊(duì)列動(dòng)態(tài)共享緩沖區(qū)的方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例的目的是提供一種動(dòng)態(tài)共享緩沖存儲器及交換機(jī)，用于解決現(xiàn)有交換機(jī)的共享緩沖區(qū)無法支持上千個(gè)隊(duì)列的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供一種動(dòng)態(tài)共享緩沖存儲器，所述動(dòng)態(tài)共享緩沖存儲器包括：

數(shù)據(jù)輸入端口，用于寫入包含寫請求及寫入的數(shù)據(jù)的報(bào)文描述信息；寫數(shù)據(jù)處理單元，與所述數(shù)據(jù)輸入端口連接，用于從所述寫入的數(shù)據(jù)中提取出隊(duì)列號W，并將所述寫入的數(shù)據(jù)作為寫數(shù)據(jù)D，用于根據(jù)所述寫請求、隊(duì)列號W以及該隊(duì)列號W對應(yīng)的隊(duì)列長度L_W生成寫請求IH，用于在所述寫請求有效且寫請求IH無效時(shí)，生成寫請求N，以及根據(jù)所述寫請求產(chǎn)生讀請求I、寫請求T以及寫請求D；

讀數(shù)據(jù)處理單元，用于輸入讀請求和讀隊(duì)列號，并將所述讀隊(duì)列號作為隊(duì)列號R，用于將隊(duì)列號R發(fā)送至所述寫數(shù)據(jù)處理單元以輔助判斷寫請求IH的有效性，以及用于在讀請求有效且隊(duì)列號R對應(yīng)的隊(duì)列長度L_R大于1時(shí)，生成讀請求N；

地址訪問管理單元，用于從寫數(shù)據(jù)處理單元接收讀請求I和寫請求N，從讀數(shù)據(jù)處理單元接收讀請求及讀請求N，并將讀請求作為寫請求I，并根據(jù)各請求對應(yīng)的地址輸出讀出的數(shù)據(jù)N、讀出的數(shù)據(jù)D和/或讀出的數(shù)據(jù)I；