[發明專利]一種數據幀存儲切換的裝置及方法

有效

• 申請號: 202010523731.X
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111813717B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 梁世江;楊彥波;婁非志
• 申請（專利權）人: 烽火通信科技股份有限公司;武漢飛思靈微電子技術有限公司;中國信息通信科技集團有限公司
• 主分類號: G06F13/16
• 分類號: G06F13/16;G06F13/18
• 代理公司: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 張雯俐

本發明公開了一種數據幀存儲切換的裝置及方法，涉及數據存儲技術領域。該方法包括：當各端口需要將數據幀讀出時，根據端口DDR資源占用計數、端口OCB資源占用計數、端口的緩存門限配置值，產生多等級的端口搶占請求；對產生的多等級的端口搶占請求進行判決仲裁，得到仲裁結果；根據得到的仲裁結果，將各端口數據幀送入對應的DDR緩存或OCB緩存或進行阻塞。本發明能實現內部緩存和外部緩存的動態切換，提高設備的存儲帶寬和容量，且使用成本低，滿足實際應用需求。

技術領域

本發明涉及數據存儲技術領域，具體來講是一種數據幀存儲切換的裝置及方法。

背景技術

目前HGU(Home Gateway Unit，家庭網關單元)設備在接入網中獲得了大規模應用，這些設備需要為客戶提供支持多種協議的PON (Passive Optical Network，無源光纖網絡)接入，并隨著接入帶寬的不斷提高，傳統的數據存儲方式已無法滿足吞吐量的需求。

在數據通信中，有些應用場景需要緩存大量的數據幀，采用芯片內部緩存(OCB，OnChip Buffer)，受限于芯片面積和成本控制，容量往往不能滿足需求。此時，通常采用擴展芯片外部緩存的方式，如 DDR(Double Data Rate，雙倍數據速率)緩存，來滿足容量的需求，但受限于DDR位寬、工作頻率和效率損失等因素，存儲帶寬會存在不能滿足特殊應用場景的情況。

如在XGSPON(10-Gigabit-Capable Symmetric Passive Optical Network，10吉比特對稱無源光網絡)HGU設備中，設備規格要求下行能夠緩存1000個1518字節的數據幀，上行能夠緩存DBA (Dynamically Bandwidth Assignment，動態帶寬分配)響應間隔內的數據幀，且上行和下行最大流量均為10Gbps。采用OCB緩存雖帶寬可滿足需求，但緩存容量過大會導致芯片面積和成本過高，采用外部緩存如DDR1066，16BIT的總線位寬最多可提供約34G的讀寫帶寬，考慮進開銷和效率損失，實際可用的存儲帶寬更低，提高DDR規格來滿足需求同樣會造成芯片和系統成本增加。

現有相關技術雖提到在數據存儲時可采用內部緩存和外部緩存共存的方式來提高吞吐量，但需要基于端口固定選擇內部緩存或者外部緩存中的一種，如在HGU設備中上行端口選擇OCB緩存方式，下行端口選擇DDR緩存方式。這種方案雖然可以滿足某些場景的需求，但針對于如上行和下行均對緩存幀個數有要求的場景并不能滿足。

因此，在內部緩存和外部緩存共存的場景下，如何高效的利用存儲帶寬和容量，是本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的是為了克服上述背景技術的不足，提供一種數據幀存儲切換的裝置及方法，能實現內部緩存和外部緩存的動態切換，提高設備的存儲帶寬和容量，且使用成本低，滿足實際應用需求。

為達到以上目的，本發明提供一種數據幀存儲切換的裝置，包括端口切換判決模塊、判決仲裁模塊、DDR讀寫控制模塊和OCB讀寫控制模塊；

所述端口切換判決模塊，用于：根據端口DDR資源占用計數、端口OCB資源占用計數、端口的緩存門限配置值，產生多等級的端口搶占請求；根據判決仲裁模塊反饋的仲裁結果，將各端口數據幀送入對應的DDR讀寫控制模塊或OCB讀寫控制模塊或進行阻塞；

所述判決仲裁模塊，用于：對端口切換判決模塊產生的多等級的端口搶占請求，進行判決仲裁，并將仲裁結果反饋端口切換判決模塊；

所述DDR讀寫控制模塊，用于：統計各端口的DDR資源占用計數；控制DDR緩存的數據寫入和讀出；

所述OCB讀寫控制模塊，用于：統計各端口的OCB資源占用計數并送至端口切換判決模塊；控制OCB緩存的數據寫入和讀出。