[發明專利]一種FPGA實現ORB的方法

有效

• 申請號: 202110605066.3
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113364757B
• 公開（公告）日: 2023-02-10
• 發明（設計）人: 邵力強;徐遠澤;袁瑞
• 申請（專利權）人: 成都諧盈科技有限公司
• 主分類號: H04L69/22
• 分類號: H04L69/22;G06F15/78
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 代維凡

本發明公開了一種FPGA實現ORB的方法，其包括以下步驟：S1、將外部報文作為初始報文發送至ORB適配器；S2、通過ORB適配器對初始報文進行解析得到第二報文；S3、通過消息處理器對第二報文進行解析得到第三報文；S4、將來自波形應用模塊的報文作為第四報文，通過消息處理器對第四報文進行轉換與封裝得到第五報文；S5、通過ORB適配器對第五報文進行轉換與封裝得到第六報文，將第六報文向外發送，完成FPGA實現ORB。本發明增加了FPGA實現ORB時的資源利用率、應用組件的易開發性、通用性和靈活性。

技術領域

本發明涉及通信領域，具體涉及一種FPGA實現ORB的方法。

背景技術

SCA是美軍在JTRS(Joint Tactical Radio System，聯合作戰無線系統)中制定的一種軟件通信架構標準，其通過面向對象方法劃分軟硬件結構，建立起開放的系統標準，從而提供與具體實現無關的軟件無線電開發框架，保證了軟、硬件的可移植、可重構以及設備的互操作性。

SCA基于CORBA(Common Object Request Broker Architecture)等面向對象等技術，提高了軟件定義無線電技術的互操作性和波形組件的可重用性、可一直性。并且在GPP(General Purpose Processor)上能夠很好地實現。然而，隨著無線通信的發展，其對帶寬和速度等提出了更高的要求，GPP受工作方式和處理能力的限制，無法滿足依靠DSP(Digital Signal Processor)、FPGA等專用處理器來完成高速數據處理任務的需求。

針對這一現狀，目前存在3種在FPGA實現ORB的產品或方法(ORB，Object RequestBroker，是CORBA的核心，其任務是幫助客戶調用對象上的方法，包括：定位對象、激活對象、把客戶的請求傳遞給對象)。

(1)Prismtech公司開發的一款集成電路ORB(ICO)產品，其提供了一個使用VHDL語言編寫的ORB模塊，能夠運行于Xilinx、Altera等公司的多款FPGA上。整個產品包括ORB引擎、IDL-to-VHDL代碼產生器和SCA應用組件等幾個部分。ORB引擎負責GIOP報文的解析和封裝，對于到達的GIOP請求報文，ORB引擎對報文中的對象鍵值、操作名稱、參數等信息進行解析，然后將數據傳遞給特定的FPGA邏輯模塊進行處理；如果處理結果需要向外部發送，則ORB引擎根據預先獲得的一些信息，將結果封裝為GIOP請求報文或應答報文，并通過網絡進行傳輸。盡管ICO實現了FPGA程序與分布式系統的直接ORB通信，但由于其ORB引擎的實現代碼是由IDL-to-VHDL代碼生成器根據特定的應用生成的，使得ORB引擎的實現邏輯與特定的FPGA應用程序密切相關，從而導致ORB引擎不具備通用性。一旦FPGA應用程序發生更改，原有的ORB引擎往往無法對新應用程序的GIOP報文進行正確的解析和封裝，此時必須重新使用IDL-to-VHDL代碼生成器生成新的邏輯。

(2)OIS公司在一項專利中提出了一種新的基于FPGA的CORBA實現方法。該方法將ICO的ORB引擎的劃分為ORB接收模塊、ORB發送模塊、接收操作適配器和發送操作適配器共4個功能模塊。其中ORB接收模塊和ORB發送模塊僅負責解析和封裝GIOP的報文頭信息，而接收操作適配器和發送操作適配器負責解析和封裝與每個應用模塊相關的操作名稱和參數。這樣，每個應用模塊都有自己專屬的處理操作名稱和參數的處理單元，從而保證FPGA上應用模塊的靈活性和通用性，也可以滿足部分重配置的需求。然而，這種方式必須為每個應用模塊實現一個接收操作適配器和一個發送操作適配器，導致了應用模塊的實現的復雜性，增加了應用模塊的開發人員的負擔；同時，FPGA內部各應用模塊之間的信息傳遞必須經過發送操作適配器和接收發送操作適配器的處理，這必然限制了FPGA內外數據傳輸的高速需求；并且，當一塊FPGA中運行的應用模塊數量較多時，將浪費大量的計算資源和存儲資源用于處理操作名稱和參數，無法實現硬件資源的有效利用。