[發(fā)明專利]一種基于兩級描述符表征的以太網(wǎng)控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110280813.0
• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN113037604B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設計）人: 李龍飛;楊靚;王劍峰;李童;李小波
• 申請（專利權）人: 西安微電子技術研究所
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40;H04L12/413
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

1.一種基于兩級描述符表征的以太網(wǎng)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括PCIe控制器、主機BD引擎、主機BD緩存、MAC BD引擎、MAC BD緩存、MAC控制器、本地數(shù)據(jù)緩存、AHB矩陣單元、控制狀態(tài)寄存器和物理層收發(fā)器；

PCIe控制器用于根據(jù)PCIe總線協(xié)議規(guī)范實現(xiàn)主機與MAC控制器之間的數(shù)據(jù)傳輸；

主機BD引擎用于對通過PCIe控制器傳輸?shù)闹鳈CBD以及數(shù)據(jù)的維護和管理，完成主機BD、數(shù)據(jù)在MAC控制器與主機之間的傳輸，同時根據(jù)主機BD的使用狀態(tài)向主機產(chǎn)生相應的中斷；

主機BD緩存用于存儲從主機獲取到的主機BD，并供主機BD引擎訪問；

MAC BD引擎用于對MAC BD以及數(shù)據(jù)的維護和管理，完成MAC BD和數(shù)據(jù)分別在本地數(shù)據(jù)緩存與MAC控制器之間的傳輸；

MAC BD緩存用于存儲從MAC BD引擎所生成的MAC BD，并供MAC控制器訪問；

MAC控制器用于處理介質(zhì)訪問的爭用與沖突問題，實現(xiàn)收發(fā)數(shù)據(jù)以符合IEEE 802.3協(xié)議規(guī)范的方式進行傳輸，同時根據(jù)MAC BD的描述完成數(shù)據(jù)在MAC控制器與本地數(shù)據(jù)緩存間的傳輸；

本地數(shù)據(jù)緩存用于存儲主機內(nèi)存中待發(fā)送的數(shù)據(jù)幀以及MAC控制器從網(wǎng)絡中接收到的數(shù)據(jù)幀；

AHB矩陣單元用于為連接在該矩陣上的各個功能模塊提供相互訪問的路徑，并在發(fā)生沖突或競爭時進行仲裁；

控制狀態(tài)寄存器包括控制寄存器和狀態(tài)寄存器，其中控制寄存器用來對各個模塊的功能、工作模式進行配置，狀態(tài)寄存器用來記錄各個模塊的工作狀態(tài)；

物理層收發(fā)器用于實現(xiàn)IEEE 802.3協(xié)議中對物理層的要求，實現(xiàn)網(wǎng)絡鏈路中模擬信號與控制器內(nèi)部數(shù)字信號的轉換及相應的編解碼操作；PCIe控制器與主機之間采用串行差分信號進行信息傳送；PCIe控制器與MAC控制器內(nèi)部采用標準的AMBA AHB總線接口；PCIe控制器中包括兩個獨立的接收DMA和發(fā)送DMA，MAC BD引擎中包括兩個獨立的接收DMA和發(fā)送DMA，形成兩級雙向4DMA結構。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于兩級描述符表征的以太網(wǎng)控制系統(tǒng)，其特征在于，主機BD引擎根據(jù)主機BD所提供的信息，通過PCIe控制器完成數(shù)據(jù)在主機內(nèi)存與本地數(shù)據(jù)緩存之間的傳輸；主機BD包括主機接收BD和主機發(fā)送BD，主機接收BD供本地數(shù)據(jù)緩存中接收到的數(shù)據(jù)使用，主機發(fā)送BD則供主機內(nèi)存中待發(fā)送的數(shù)據(jù)使用。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于兩級描述符表征的以太網(wǎng)控制系統(tǒng)，其特征在于，主機BD緩存采用雙端口RAM，其中一個端口與PCIe控制器連接，用來寫入從主機獲取的BD；另一個端口與主機BD引擎相連，用來讀取主機BD緩存中的BD。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于兩級描述符表征的以太網(wǎng)控制系統(tǒng)，其特征在于，對于接收過程，MAC BD引擎根據(jù)本地數(shù)據(jù)緩存中的空間生成相應的MAC接收BD，存放在MAC BD緩存中，生成相應的MAC接收BD供MAC控制器接收數(shù)據(jù)時使用，當MAC控制器使用完該BD且寫回后，MAC BD引擎會對寫回的BD進行分析，并向主機BD引擎發(fā)起通知，將該寫回的BD的相關信息傳輸至主機BD引擎。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種基于兩級描述符表征的以太網(wǎng)控制系統(tǒng)，其特征在于，對于發(fā)送過程，MAC BD引擎首先會對主機BD引擎?zhèn)鬟f的信息進行采樣和分析，從而判斷出所需要進行的操作；MAC BD引擎會根據(jù)主機BD引擎?zhèn)鬟f的信息生成相應的MAC發(fā)送BD。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種基于兩級描述符表征的以太網(wǎng)控制系統(tǒng)，其特征在于，MAC BD引擎與主機BD引擎之間采用級間流水與預取的機制，級間流水為MAC BD引擎與主機BD引擎之間采用流水的方式來進行BD的處理；預取機制指當MAC BD引擎或主機BD引擎檢測到當前BD未能完整的描述一個幀，在對該BD進行分析的同時，根據(jù)指針的信息預先獲取下一個BD，直至獲取到該數(shù)據(jù)幀所對應的最后一個BD。