[發明專利]基于FPGA實現巨幀生成與檢測的地檢裝置

有效

• 申請號: 202210502056.1
• 申請日: 2022-05-09
• 公開（公告）號: CN115037804B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 潘偉濤;武書瑜;邱智亮;高璐;李曉旺
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L69/06
• 分類號: H04L69/06;H04L69/08;H04L49/90;H04L49/506;H04L49/351;H04L43/50;H04L1/00
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 王丹

本發明公開了一種基于FPGA實現巨幀生成與檢測的地檢裝置，可以實現不間斷且無需整幀存儲的能夠生成巨幀方式進行地面檢測，主要用于解決自定義巨幀專用交換網絡的地面檢測問題。本地檢裝置通過FPGA實現，其包括業務幀適配模塊、幀結構查找模塊、調度管理模塊、乒乓存儲控制模塊以及接口模塊，這些模塊實現接收以太網幀包裝成自定義業務幀，根據巨幀結構拼接并發送巨幀，并接收專用交換給出的巨幀，根據巨幀結構拆成自定義專用業務幀并轉換成以太網幀，發送給以太網設備。本發明具有可復用性強的優點，能夠支持各種結構的巨幀甚至超巨幀的生成及檢測。

技術領域

本發明屬于通信技術領域，尤其涉及一種基于FPGA實現巨幀生成與檢測的地檢裝置。

背景技術

隨著以太網技術的日新月異，交換機的速率也從10Mbps、100Mbps到1Gbps、10Gbps甚至更高。起初IEEE認可的以太網標準的最大幀長度為1518字節，這一標準已經越來越成為數據傳輸效率的掣肘。巨幀(Jumbo?Frame)，這是一種廠商標準的超長幀格式，專門為超過1Gbps的以太網而設計，長度各廠商有所不同，從9000字節～64000字節不等。采用巨幀能夠使以太網傳輸數據性能充分發揮，是數據傳輸效率提高50％～100％。

在星上交換中，對自定義巨幀的使用也有很大的需求。然而在對支持巨幀的交換進行測試時，卻沒有很合適的配套測試裝置，尤其對于專用交換來說，產生自定義專用格式的巨幀進行存儲并發送以及對巨幀進行接收存儲檢測是比較棘手的問題。一方面，巨幀如何產生以及將生成的巨幀進行整幀存儲會占用大量的緩存；同時，巨幀的接收緩存以及如何實時對巨幀進行校驗也是面臨的重大問題。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種基于FPGA實現巨幀生成與檢測的地檢裝置，能夠在不對巨幀進行整幀存儲的前提下，連續的產生并發送巨幀以及接收并檢測巨幀。本發明的方案如下：

本發明提供的一種基于FPGA實現巨幀生成與檢測的地檢裝置通過FPGA實現，所述地檢裝置包括：

以太幀收發模塊，用于接收以太網幀傳輸至業務幀適配模塊；

業務幀適配模塊，用于存儲以太網幀，對所述以太網幀按照自身適配的協議轉換成填充巨幀凈荷字段的專用業務幀；

調度管理模塊，用于通過幀結構查找模塊確定所述專用業務幀對應類型的業務幀適配模塊，以使該業務幀適配模塊將所述專用業務幀傳輸至乒乓控制存儲模塊；

乒乓控制存儲模塊，用于將所述專用業務幀交替寫入時隙片段對應的緩存中，并按照寫入的順序不間斷讀出專用業務幀以產生巨幀，并從接口模塊傳輸出去；

所述接口模塊，用于接收專用交換設備傳輸的巨幀；

所述乒乓控制存儲模塊，用于將所述巨幀中每個時隙片段的專用業務幀交替寫入時隙片段對應的緩存中；

所述調度管理模塊，用于確定每個時隙片段填充的專用業務幀對應的業務幀適配模塊，以將時隙片段對應的專用業務幀發送至該業務適配模塊；

業務幀適配模塊，用于將專用業務幀按照自身適配的協議轉換成標準的以太網幀通過以太網收發模塊發送給以太網設備。

可選的，所述業務幀適配模塊，進一步用于，在存儲與以太網幀之后，

將所述以太網幀進行幀信息提取，得到源mac和以太網幀長度；

根據源mac查找幀類型映射表，確定專用業務幀的幀類型；

根據以太網幀長度，計算專用業務幀的幀長和幀長CRC校驗值；

按照自身協議的幀格式將以太網幀作為載荷，將載荷與專用業務幀的幀長、幀長CRC校驗值、幀類型以及巨幀的CRC填入專用業務幀的對應字段，以生成專用業務幀；

將生成的專用業務幀進行存儲。