[發明專利]一種時間確定的包括多路高速總線通道及共享接口的系統

有效

• 申請號: 201811347595.2
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN109656851B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 飛海東;莊偉;王興友;于立新;陳雷;彭和平;鄒萌;顏潔
• 申請（專利權）人: 北京時代民芯科技有限公司;北京微電子技術研究所
• 主分類號: G06F13/38
• 分類號: G06F13/38;G06F13/16
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張輝

本發明公開了一種時間確定的多路高速總線通道及共享接口，包括多個高速總線通道模塊、通道控制模塊、仲裁模塊、主狀態機模塊和共享接口。各個高速總線通道均通過唯一的共享接口與外部交互，仲裁模塊依據公平仲裁算法和時間片定時策略選擇高速總線通道，實現多通道、多類型總線與共享接口之間的數據傳輸。本發明避免了每個通道對應一個接口的數據傳輸沖突問題，實現了多通道數據的高效傳輸，提高了高速總線通道的利用率，降低了系統應用的復雜度。同時采取公平仲裁機制和時間片定時策略，提高了數據傳輸效率和時間確定性。

技術領域

本發明涉及一種時間確定的多路高速總線通道及共享接口，特別針對應用于空間環境的SpaceWire、SpaceFibre和RapidIO等高速串行總線，采取公平仲裁算法和時間片定時策略，實現多通道、多類型總線與共享接口信號之間的數據傳輸，屬于通信領域。

背景技術

針對航天任務特點，要求所采用的總線技術具有高傳輸速率、低功耗、可升級、高可靠等特點。在進行總線電路研制過程中，既要滿足系統對高性能傳輸的需求，同時也要兼顧易于冗余設計、低功耗等系統要求。在星載數據傳輸中，使用通道冗余是提供傳輸可靠性的有效方法之一。

另外，由于空間應用對占用資源有較高要求，導致與總線電路進行數據交換的接口資源是有限的，從而存在接口與多總線通道間數據傳輸沖突問題，需要使用接口共享的方法實現多通路數據的高效傳輸。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提出一種時間確定的多路高速總線通道及共享接口，實現多通道、多類型總線與共享接口之間的數據傳輸。

本發明的技術解決方案是：一種時間確定的多路高速總線通道及共享接口，包括多個高速總線通道模塊、通道控制模塊、仲裁模塊、主狀態機模塊和共享接口；

每個高速總線通道模塊與一條高速總線連接，并根據高速總線的狀態通過通道控制模塊向仲裁模塊發送讀寫請求；

通道控制模塊根據仲裁模塊的仲裁控制信號和主狀態機模塊的通道切換信號選擇某個高速總線通道模塊與共享接口進行數據傳輸；

仲裁模塊根據高速總線通道模塊的讀寫請求，向通道控制模塊和主狀態機模塊發送仲裁控制信號；當接收到通道強制選擇指令時，根據通道強制選擇指令向通道控制模塊和主狀態機模塊發送仲裁控制信號；

主狀態機模塊根據外部需求向共享接口發送讀寫指令；接收到仲裁模塊的仲裁控制信號后，向通道控制模塊發送通道切換信號；

共享接口根據讀寫指令實現當前選中的高速總線與外部的數據交換；接收外部的通道強制選擇指令，并發送給仲裁模塊。

高速總線通道模塊包括SpaceWire、SpaceFibre和RapidIO高速總線協議模塊，能夠根據當前連接的高速總線類型選擇對應的高速總線協議模塊。

仲裁模塊根據高速總線通道模塊的讀寫請求，依據公平仲裁算法和時間片定時策略，向通道控制模塊和主狀態機模塊發送仲裁控制信號。

所述公平仲裁算法如下：

為每個高速總線通道模塊設置相同的選擇初始值；

當某個高速總線通道模塊被選中與共享接口進行數據傳輸時，其對應的選擇初始值減1；

當多個高速總線通道模塊同時發送讀寫請求時，仲裁模塊對上述高速總線通道模塊按選擇初始值由大到小進行排序，據此獲得仲裁控制信號，所述仲裁控制信號為將當前高速總線通道模塊切換為選擇初始值最大的高速總線通道模塊。

所述時間片定時策略是指為每個高速總線通道模塊設定傳輸時間閾值，當當前選中的高速總線通道模塊實際傳輸時間超過傳輸時間閾值時，仲裁模塊根據依據公平仲裁算法向通道控制模塊和主狀態機模塊發送仲裁控制信號。