專利名稱：通信系統(tǒng)消息分類輸出方法及控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)，涉及交換機(jī)和通信節(jié)點(diǎn)中消息隊(duì)列管理的硬件電路 實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
在高速通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，為了保證系統(tǒng)的傳輸效率、通信服務(wù)質(zhì)量、消息通信傳輸 確定性、帶寬隔離以及消息傳輸效率，需要在通信節(jié)點(diǎn)中構(gòu)建多優(yōu)先級(jí)隊(duì)列，交換機(jī)中則需 要構(gòu)建虛擬輸出隊(duì)列，而這些隊(duì)列的實(shí)現(xiàn)需要大量的存儲(chǔ)器資源。通信調(diào)度管理必須基于消息的分類存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)，而在傳統(tǒng)通信系統(tǒng)中為每個(gè)消息固 定分配存儲(chǔ)空間，存儲(chǔ)資源利用率不夠。在交換機(jī)和通信節(jié)點(diǎn)的硬件往往受限于FPGA的存 儲(chǔ)資源，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模交換和消息確定性調(diào)度，F(xiàn)PGA的存儲(chǔ)資源已經(jīng)成為制約通信系統(tǒng) 規(guī)模和通信帶寬的瓶頸。傳統(tǒng)的消息隊(duì)列存儲(chǔ)管理中每個(gè)隊(duì)列采用獨(dú)立存儲(chǔ)器分配，每個(gè)隊(duì)列需要分配固 定的存儲(chǔ)器資源。例如交換機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，為了避免鏈頭堵塞，滿足線速傳輸要求，每個(gè)輸入端 口需要針對(duì)每一個(gè)輸出端口建立一組FIFO隊(duì)列。通信節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中，需要為每個(gè)優(yōu)先級(jí)分配 一組FIFO。該方法對(duì)存儲(chǔ)資源需求量大，且利用率不高，F(xiàn)PGA實(shí)現(xiàn)難度大，成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種通信系統(tǒng)消息分類輸出方法及控制器，主要解決了現(xiàn)有方法及控 制器對(duì)存儲(chǔ)資源需求量大、利用率低、實(shí)現(xiàn)難度大、成本高的問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下該通信系統(tǒng)消息分類輸出方法包括以下步驟1]系統(tǒng)初始化1. 1]存儲(chǔ)單元?jiǎng)澐?. 1. 1]存儲(chǔ)單元為用于存放消息的一片存儲(chǔ)區(qū)域，邏輯上劃分為多個(gè)等長(zhǎng)的消息 存儲(chǔ)塊，每個(gè)消息存儲(chǔ)塊區(qū)可存放一條消息；1. 1. 2]每個(gè)消息存儲(chǔ)塊按照順序從0開(kāi)始編號(hào)；1. 1. 3]每個(gè)消息存儲(chǔ)塊編號(hào)與消息存儲(chǔ)單元地址建立對(duì)應(yīng)關(guān)系；1.2]消息屬性表初始化建立一個(gè)內(nèi)容關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)器CAM表，提供消息屬性表用以構(gòu)建消息標(biāo)識(shí)到消息輸出 隊(duì)列索引的映射關(guān)系；1. 3]空閑消息塊索引表初始化1.3. 1]建立一個(gè)空閑索引隊(duì)列，隊(duì)列深度與消息存儲(chǔ)塊數(shù)目相等，隊(duì)列中單元用 于存放消息編號(hào)，隊(duì)列支持?jǐn)?shù)據(jù)讀、寫(xiě)操作，并提供隊(duì)列空、滿標(biāo)記；1. 3. 2]將所有的消息存儲(chǔ)塊編號(hào)加入到空閑消息緩沖塊索引隊(duì)列；1.4]消息查找表初始化
消息查找表為一個(gè)二維索引表，二維索引表地址和內(nèi)容分別對(duì)應(yīng)當(dāng)前消息存儲(chǔ)塊 編號(hào)和下一個(gè)消息存儲(chǔ)塊編號(hào)，以當(dāng)前消息存儲(chǔ)塊編號(hào)作為地址查找二維索引表的內(nèi)容即 為下一個(gè)消息存儲(chǔ)塊編號(hào)，而當(dāng)某個(gè)消息的下一個(gè)消息塊與該消息存儲(chǔ)塊編號(hào)相同，則標(biāo) 識(shí)該消息塊為消息虛擬輸出隊(duì)列的隊(duì)尾；1. 5]輸出控制表初始化輸出控制表分別記錄所有輸出隊(duì)列的消息塊個(gè)數(shù)和隊(duì)頭消息存儲(chǔ)塊編號(hào)，系統(tǒng)初 始化時(shí)將每個(gè)輸出隊(duì)列的消息塊個(gè)數(shù)置0，代表輸出隊(duì)列為空；2]消息的寫(xiě)入過(guò)程將消息寫(xiě)入到空閑的消息存儲(chǔ)塊中，并根據(jù)消息的標(biāo)識(shí)，更新輸出控制表中對(duì)應(yīng) 輸出隊(duì)列信息以及消息查找表；3]消息讀取過(guò)程從虛擬輸出隊(duì)列中讀取消息，輸出控制可采取公平輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法或，輸出控制主 要按照輸出鏈表實(shí)現(xiàn)分類輸出訪問(wèn)，輸出隊(duì)列個(gè)數(shù)可配置，典型個(gè)數(shù)為2-256個(gè)。輸出控 制輸出隊(duì)列深度可配置，典型值為4、8、16。以上所述步驟2具體是a接收到消息，判斷空閑索引隊(duì)列是否空，如果空閑索引隊(duì)列為空，表示沒(méi)有空閑 的存儲(chǔ)塊，則直接丟棄該消息返回，否則進(jìn)入b ；b.從空閑消息塊索引表預(yù)取第一個(gè)空閑的存儲(chǔ)塊編號(hào)MsgBlockNo ；c.計(jì)算空閑存儲(chǔ)塊的存儲(chǔ)單元地址，計(jì)算公式=MsgBlockAddr = MsgMaxLen^MsgBlockNo ；d.空閑存儲(chǔ)塊中預(yù)留前4個(gè)字節(jié)用于存放消息長(zhǎng)度，從MsgBlockAddr+4的地址存 放消息的內(nèi)容，將消息寫(xiě)入到空閑存儲(chǔ)塊中，并進(jìn)行消息長(zhǎng)度計(jì)數(shù)，待消息接收完后，將消 息長(zhǎng)度寫(xiě)入到空閑存儲(chǔ)塊前4個(gè)字節(jié)處；e.解析消息標(biāo)識(shí)，根據(jù)消息標(biāo)識(shí)查消息屬性表，如果命中，則獲取輸出隊(duì)列編號(hào)， 否則丟棄該消息，進(jìn)入a;f.根據(jù)輸出隊(duì)列編號(hào)查找控制表對(duì)應(yīng)消息個(gè)數(shù)，Π如果消息個(gè)數(shù)等于系統(tǒng)設(shè)置的輸出隊(duì)列的消息塊最大個(gè)數(shù)時(shí)，則進(jìn)入丟棄該消 息,進(jìn)入a ；f2如果消息個(gè)數(shù)為0，則將消息個(gè)數(shù)置1，從空閑消息塊索引表取出該空閑的存 儲(chǔ)塊編號(hào)MsgBlockNo，將存儲(chǔ)塊編號(hào)MsgBlockNo作為該輸出隊(duì)列的隊(duì)頭；將消息查找表 MsgBlockNo 處寫(xiě)入 MsgBlockNo，代表 MsgBlockNo 為隊(duì)尾；f3如果消息個(gè)數(shù)不為0，則將消息個(gè)數(shù)加1，從該輸出隊(duì)列隊(duì)頭存儲(chǔ)塊編號(hào)，通過(guò) 消息查找表獲取下一個(gè)存儲(chǔ)塊編號(hào)，直到找到隊(duì)尾MsgTailBlockNo ；h.經(jīng)f2與f3步驟處理后，從空閑消息塊索引表取出該空閑的存儲(chǔ)塊編號(hào) MsgBlockNo,將消息查找表 MsgBlockNo 處寫(xiě)入 MsgBlockNo，代表 MsgBlockNo 為隊(duì)尾； 將MsgTailBlockNo處寫(xiě)入MsgBlockNo，代表MsgTailBlockNo存儲(chǔ)塊的下一個(gè)存儲(chǔ)塊為 MsgBlockNo,從而將消息加入到該輸出隊(duì)列的隊(duì)尾。以上所述的步驟2的f，查找下一個(gè)存儲(chǔ)塊編號(hào)是以當(dāng)前存儲(chǔ)塊編號(hào)作為地址讀 取消息查找表內(nèi)容MsgNextBlockNo，MsgNextBlockNo為下一個(gè)存儲(chǔ)塊編號(hào)；判斷隊(duì)尾的依
6據(jù)是當(dāng)前消息塊編號(hào)的下一個(gè)存儲(chǔ)塊編號(hào)為其本身，即消息查找表的內(nèi)容與其地址相等。以上所述所述步驟3具體是判斷虛擬輸出隊(duì)列中消息個(gè)數(shù)是否為0，如果為0，則 退出；從虛擬輸出隊(duì)列中獲取隊(duì)頭存儲(chǔ)塊編號(hào)MsgBlockNo ；根據(jù)隊(duì)頭存儲(chǔ)塊編號(hào)計(jì)算存儲(chǔ) 塊的存儲(chǔ)單元地址，計(jì)算公式:MsgBlockaddr = MsgMaxLen^MsgBlockNo ；從 MsgBlockaddr 前4個(gè)字節(jié)用于存放消息長(zhǎng)度；從MsgBlockaddr+4的地址讀取消息的內(nèi)容；從消息查找表 查找MsgBlockNo的下一個(gè)存儲(chǔ)塊編號(hào)MsgNextBlockNo ；將虛擬輸出隊(duì)列的消息個(gè)數(shù)減1， 將下一個(gè)存儲(chǔ)塊編號(hào)MsgNextBlockNo置為當(dāng)前虛擬輸出隊(duì)列的隊(duì)頭。以上所述所述步驟1. 1. 1中，消息存儲(chǔ)塊區(qū)大小(MsgMaxLen)取值為2η字節(jié)， 64到4Κ字節(jié)；所述步驟1. 1. 2中，消息存儲(chǔ)塊編號(hào)標(biāo)記為MsgBlockNo ；所述步驟1. 1. 3 中，消息存儲(chǔ)塊地址MsgBlockAddr是根據(jù)消息存儲(chǔ)塊編號(hào)MsgBlockNo以及消息最大長(zhǎng)度 MsgMaxLen確定；所述步驟1. 5中，輸出隊(duì)列的消息塊最大個(gè)數(shù)由系統(tǒng)設(shè)置，典型值為4、8、 16。該通信系統(tǒng)消息分類輸出控制器，包括輸入控制單元、存儲(chǔ)器單元、輸出控制單 元、消息屬性表單元、空閑消息塊索引表單元、消息查找表單元、輸出控制表單元；所述輸入 控制單元的輸入端分別與輸入信號(hào)、消息屬性表單元的輸出端、空閑消息塊索引表單元的 輸出端連接，輸入控制單元的輸出端分別與存儲(chǔ)器單元、消息查找表單元的輸入端、輸出控 制表單元的輸入端連接；所述存儲(chǔ)器單元的輸入端與輸入控制單元的輸出端連接，存儲(chǔ)器 單元的輸出端與輸出控制單元的輸入端連接；所述輸出控制單元的輸入端分別與存儲(chǔ)器單 元的輸出端、消息屬性表單元、輸出控制表單元的輸出端連接；輸出控制單元的輸出端與輸 出信號(hào)連接；所述消息屬性表的輸入端與輸入信號(hào)連接。以上所述存儲(chǔ)器單元為雙端口存儲(chǔ)器。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下本發(fā)明提供的通信系統(tǒng)消息分類輸出方法及控制器，采用鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)共享存儲(chǔ)管理 機(jī)制，有效地提高了存儲(chǔ)器資源利用率，降低硬件設(shè)計(jì)難度和成本，提升了單芯片設(shè)計(jì)規(guī) 模，保證了通信系統(tǒng)具有很好傳輸服務(wù)質(zhì)量。本發(fā)明提供的通信系統(tǒng)消息分類輸出方法及控制器，基于有限存儲(chǔ)資源，采用共 享存儲(chǔ)資源的消息隊(duì)列管理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)消息分類輸出控制器，有效地解決存儲(chǔ)資源的瓶頸 問(wèn)題，有利于在現(xiàn)有FPGA芯片基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模交換以及更確定性的消息調(diào)度。本發(fā)明提供的通信系統(tǒng)消息分類輸出方法及控制器傳輸效率高，采用硬件電路實(shí) 現(xiàn)消息隊(duì)列管理控制、滿足通信高速傳輸要求。本發(fā)明提供的通信系統(tǒng)消息分類輸出方法及控制器資源開(kāi)銷小在共享存儲(chǔ)器基 礎(chǔ)上，采用鏈?zhǔn)焦芾砉芾恚岣吡舜鎯?chǔ)資源利用率，減少系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)存儲(chǔ)資源需求。本發(fā)明提供的通信系統(tǒng)消息分類輸出方法及控制器調(diào)度算法靈活，消息隊(duì)列管理 控制器采用消息的分類輸出，可支持各種調(diào)度算法實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明提供的通信系統(tǒng)消息分類輸出方法及控制器設(shè)計(jì)難度小，有效提高單芯片 內(nèi)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)模，系統(tǒng)內(nèi)部互連實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，保證通信系統(tǒng)具有很好傳輸服務(wù)質(zhì)量，降低 通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)難度。本發(fā)明提供的通信系統(tǒng)消息分類輸出方法及控制器靈活性好，消息隊(duì)列管理控制 器分類的輸出端口個(gè)數(shù)可配置，輸出隊(duì)列深度可配置，具有很好的靈活性。


圖1是消息分類輸出控制器功能框圖；圖2是消息鏈?zhǔn)焦芾硎疽鈭D。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的原理如下在網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)或通信節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)中，通信系統(tǒng)消息分類輸出控制器采用共享存 儲(chǔ)和鏈表管理方式，實(shí)現(xiàn)消息分類存儲(chǔ)和檢索。采用共享存儲(chǔ)單元用作消息存儲(chǔ)，用于存放消息共享存儲(chǔ)單元為一片連續(xù)的存儲(chǔ) 區(qū)域，邏輯上劃分為多個(gè)等長(zhǎng)的消息存儲(chǔ)塊，按照順序進(jìn)行編號(hào)，每個(gè)消息存儲(chǔ)塊區(qū)可存放 一條消息。在系統(tǒng)初始化時(shí)，將所有的消息存儲(chǔ)塊索引放入到一個(gè)空閑消息索引表中；消息 寫(xiě)入時(shí)，從空閑消息塊索引表中獲取消息存儲(chǔ)塊索引，計(jì)算消息存儲(chǔ)塊地址，將消息內(nèi)容寫(xiě) 入到對(duì)應(yīng)的消息存儲(chǔ)塊，根據(jù)消息標(biāo)識(shí)查找消息屬性表獲取輸出隊(duì)列索引，將消息塊索引 更新到輸出控制表，輸出控制表記錄每個(gè)輸出隊(duì)列隊(duì)頭消息塊索引，消息鏈表記錄消息索 引的先后關(guān)系；消息讀取時(shí)，輸出控制單元主要按照輸出控制表和消息鏈表實(shí)現(xiàn)消息分類 輸出訪問(wèn)，從輸出控制表中可獲取消息隊(duì)列的第一個(gè)消息塊，查找消息查找表獲取后續(xù)消 息塊。從消息存儲(chǔ)塊中讀取消息后將消息存儲(chǔ)塊索引放回空閑消息索引表中用于接收新的 消息。該通信系統(tǒng)消息分類輸出方法，包括以下步驟1]系統(tǒng)初始化1. 1]存儲(chǔ)單元?jiǎng)澐?. 1. 1]存儲(chǔ)單元為用于存放消息的一片存儲(chǔ)區(qū)域，邏輯上劃分為多個(gè)等長(zhǎng)的消息 存儲(chǔ)塊，每個(gè)消息存儲(chǔ)塊區(qū)可存放一條消息；消息存儲(chǔ)塊區(qū)大小(MsgMaxLen)取值為2n字 節(jié)，64到4K字節(jié)；1. 1.2]每個(gè)消息存儲(chǔ)塊按照順序從0開(kāi)始編號(hào)；消息存儲(chǔ)塊編號(hào)標(biāo)記為 MsgBlockNo ；1. 1. 3]每個(gè)消息存儲(chǔ)塊編號(hào)與消息存儲(chǔ)單元地址建立對(duì)應(yīng)關(guān)系；消息存儲(chǔ)塊地 址MsgBlockAddr是根據(jù)消息存儲(chǔ)塊編號(hào)MsgBlockNo以及消息最大長(zhǎng)度MsgMaxLen確定；1. 2]消息屬性表初始化建立一個(gè)內(nèi)容關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)器CAM表，提供消息屬性表用以構(gòu)建消息標(biāo)識(shí)到消息輸出 隊(duì)列索引的映射關(guān)系；1. 3]空閑消息塊索引表初始化1. 3. 1]建立一個(gè)空閑索引隊(duì)列，隊(duì)列深度與消息存儲(chǔ)塊數(shù)目相等，隊(duì)列中單元用 于存放消息編號(hào)，隊(duì)列支持?jǐn)?shù)據(jù)讀、寫(xiě)操作，并提供隊(duì)列空、滿標(biāo)記；1. 3. 2]將所有的消息存儲(chǔ)塊編號(hào)加入到空閑消息緩沖塊索引隊(duì)列；1. 4]消息查找表初始化消息查找表為一個(gè)二維索引表，二維索引表地址和內(nèi)容分別對(duì)應(yīng)當(dāng)前消息存儲(chǔ)塊編號(hào)和下一個(gè)消息存儲(chǔ)塊編號(hào)，以當(dāng)前消息存儲(chǔ)塊編號(hào)作為地址查找二維索引表的內(nèi)容即 為下一個(gè)消息存儲(chǔ)塊編號(hào)，而當(dāng)某個(gè)消息的下一個(gè)消息塊與該消息存儲(chǔ)塊編號(hào)相同，則標(biāo) 識(shí)該消息塊為消息虛擬輸出隊(duì)列的隊(duì)尾；其具體是二維表地址和內(nèi)容分別對(duì)應(yīng)當(dāng)前消息存儲(chǔ)塊編號(hào)和下一個(gè)消息存儲(chǔ)塊 編號(hào)，以當(dāng)前消息存儲(chǔ)塊編號(hào)作為地址查找二維表的內(nèi)容，即為下一個(gè)消息存儲(chǔ)塊編號(hào)，通 過(guò)消息鏈表建立消息的先后關(guān)系；在系統(tǒng)初始化過(guò)程中，將消息查找表地址的值作為內(nèi)容 寫(xiě)入到相對(duì)應(yīng)的地址，表示每個(gè)消息塊的下一個(gè)為其本身，即該消息塊為隊(duì)尾；1. 5]輸出控制表初始化輸出控制表分別記錄所有輸出隊(duì)列的消息塊個(gè)數(shù)和隊(duì)頭消息存儲(chǔ)塊編號(hào)，系統(tǒng)初 始化時(shí)將每個(gè)輸出隊(duì)列的消息塊個(gè)數(shù)置0，代表輸出隊(duì)列為空；輸出隊(duì)列的消息塊最大個(gè) 數(shù)由系統(tǒng)設(shè)置，典型值為4、8、16 ；2]消息的寫(xiě)入過(guò)程將消息寫(xiě)入到空閑的消息存儲(chǔ)塊中，并根據(jù)消息的標(biāo)識(shí)，更新輸出控制表中對(duì)應(yīng) 輸出隊(duì)列信息以及消息查找表；其具體是a接收到消息同步頭，判斷空閑索引隊(duì)列是否空，如果空閑索引隊(duì)列為空，表示沒(méi) 有空閑的存儲(chǔ)塊，則直接丟棄該消息返回，否則進(jìn)入b ；b.從空閑消息塊索引表預(yù)取第一個(gè)空閑的存儲(chǔ)塊編號(hào)MsgBlockNo ；c.計(jì)算空閑存儲(chǔ)塊的存儲(chǔ)單元地址，計(jì)算公式=MsgBlockAddr = MsgMaxLen^MsgBlockNo ；d.空閑存儲(chǔ)塊中預(yù)留前4個(gè)字節(jié)用于存放消息長(zhǎng)度，從MsgBlockAddr+4的地址存 放消息的內(nèi)容，將消息寫(xiě)入到空閑存儲(chǔ)塊中，并進(jìn)行消息長(zhǎng)度計(jì)數(shù)，待消息接收完后，將消 息長(zhǎng)度寫(xiě)入到空閑存儲(chǔ)塊前4個(gè)字節(jié)處；e.解析消息標(biāo)識(shí)，根據(jù)消息標(biāo)識(shí)查消息屬性表，如果命中，則獲取輸出隊(duì)列編號(hào)， 否則丟棄該消息，進(jìn)入a;f.根據(jù)輸出隊(duì)列編號(hào)查找控制表對(duì)應(yīng)消息個(gè)數(shù)，Π如果消息個(gè)數(shù)等于系統(tǒng)設(shè)置的輸出隊(duì)列的消息塊最大個(gè)數(shù)時(shí)，則進(jìn)入丟棄該消 息,進(jìn)入a ；f2如果消息個(gè)數(shù)為0，則將消息個(gè)數(shù)置1，從空閑消息塊索引表取出該空閑的存 儲(chǔ)塊編號(hào)MsgBlockNo，將存儲(chǔ)塊編號(hào)MsgBlockNo作為該輸出隊(duì)列的隊(duì)頭；將消息查找表 MsgBlockNo 處寫(xiě)入 MsgBlockNo，代表 MsgBlockNo 為隊(duì)尾；f3如果消息個(gè)數(shù)不為0，則將消息個(gè)數(shù)加1，從該輸出隊(duì)列隊(duì)頭存儲(chǔ)塊編號(hào)，通過(guò) 消息查找表獲取下一個(gè)存儲(chǔ)塊編號(hào)，直到找到隊(duì)尾MsgTailBlockNo ；查找下一個(gè)存儲(chǔ)塊編號(hào)是以當(dāng)前存儲(chǔ)塊編號(hào)作為地址讀取消息查找表內(nèi)容 MsgNextBlockNo, MsgNextBlockNo為下一個(gè)存儲(chǔ)塊編號(hào)；判斷隊(duì)尾的依據(jù)是當(dāng)前消息塊編 號(hào)的下一個(gè)存儲(chǔ)塊編號(hào)為其本身，即消息查找表的內(nèi)容與其地址相等；h.經(jīng)f2與f3步驟處理后，從空閑消息塊索引表取出該空閑的存儲(chǔ)塊編號(hào) MsgBlockNo,將消息查找表 MsgBlockNo 處寫(xiě)入 MsgBlockNo，代表 MsgBlockNo 為隊(duì)尾； 將MsgTailBlockNo處寫(xiě)入MsgBlockNo，代表MsgTailBlockNo存儲(chǔ)塊的下一個(gè)存儲(chǔ)塊為 MsgBlockNo,從而將消息加入到該輸出隊(duì)列的隊(duì)尾。
3]消息讀取過(guò)程從虛擬輸出隊(duì)列中讀取消息，可采用輸出控制采用公平輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法或優(yōu)先級(jí)調(diào) 度算法，輸出控制主要按照輸出鏈表實(shí)現(xiàn)分類輸出訪問(wèn)，輸出隊(duì)列個(gè)數(shù)可配置，典型個(gè)數(shù) 為2-256個(gè)。輸出控制輸出隊(duì)列深度可配置，典型值為4、8、16，其具體是判斷虛擬輸出隊(duì)列中消息個(gè)數(shù)是否為0，如果為0，則退出；從虛擬輸出隊(duì)列中獲 取隊(duì)頭存儲(chǔ)塊編號(hào)MsgBlockNo ；根據(jù)隊(duì)頭存儲(chǔ)塊編號(hào)計(jì)算存儲(chǔ)塊的存儲(chǔ)單元地址，計(jì)算 公式:MsgBlockaddr = MsgMaxLen^MsgBlockNo ；從 MsgBlockaddr 前 4 個(gè)字節(jié)用于存放消 息長(zhǎng)度；從MsgBlockaddr+4的地址讀取消息的內(nèi)容；從消息查找表查找MsgBlockNo的下 一個(gè)存儲(chǔ)塊編號(hào)MsgNextBlockNo ；將虛擬輸出隊(duì)列的消息個(gè)數(shù)減1，將下一個(gè)存儲(chǔ)塊編號(hào) MsgNextBlockNo置為當(dāng)前虛擬輸出隊(duì)列的隊(duì)頭。該通信系統(tǒng)消息分類輸出控制器，包括輸入控制單元、存儲(chǔ)器單元、輸出控制單 元、消息屬性表單元、空閑消息塊索引表單元、消息查找表單元、輸出控制表單元；所述輸入 控制單元的輸入端分別與輸入信號(hào)、消息屬性表單元的輸出端、空閑消息塊索引表單元的 輸出端連接，輸入控制單元的輸出端分別與存儲(chǔ)器單元、消息查找表單元的輸入端、輸出控 制表單元的輸入端連接；所述存儲(chǔ)器單元的輸入端與輸入控制單元的輸出端連接，存儲(chǔ)器 單元的輸出端與輸出控制單元的輸入端連接；所述輸出控制單元的輸入端分別與存儲(chǔ)器單 元的輸出端、消息屬性表單元、輸出控制表單元的輸出端連接；輸出控制單元的輸出端與輸 出信號(hào)連接；所述消息屬性表的輸入端與輸入信號(hào)連接。輸入控制單元獲取空閑消息塊索引，將消息寫(xiě)入空閑消息存儲(chǔ)塊中，根據(jù)消息目 標(biāo)地址構(gòu)建輸出消息鏈表和輸出控制表。存儲(chǔ)器單元采用雙端口存儲(chǔ)器作為共享存儲(chǔ)資源，用于存放消息內(nèi)容；輸出控制單元可獲取多個(gè)輸出隊(duì)列狀態(tài)，可按照一定策略選擇讀取任意輸出隊(duì)列 中的第一條消息；消息屬性表單元提供消息標(biāo)識(shí)到消息輸出隊(duì)列索引的映射關(guān)系。空閑消息塊索引表單元主要存放空閑消息存儲(chǔ)塊編號(hào)。消息查找表單元用于查找當(dāng)前消息存儲(chǔ)塊編號(hào)的下一個(gè)消息存儲(chǔ)塊編號(hào)。輸出控制表單元分別記錄消息隊(duì)列中的隊(duì)頭消息存儲(chǔ)塊編號(hào)和消息塊個(gè)數(shù)。當(dāng)消 息塊個(gè)數(shù)為0，代表隊(duì)列為空，當(dāng)消息塊個(gè)數(shù)不為0，代表隊(duì)列中有消息，隊(duì)頭消息存儲(chǔ)塊編 號(hào)為隊(duì)列中第一條消息，通過(guò)查找消息查找表可獲取消息隊(duì)列中的后續(xù)消息。
權(quán)利要求
1. 一種通信系統(tǒng)消息分類輸出方法，其特殊之處在于，包括以下步驟1]系統(tǒng)初始化1.1]存儲(chǔ)單元?jiǎng)澐?.1.1]存儲(chǔ)單元為用于存放消息的一片存儲(chǔ)區(qū)域，邏輯上劃分為至少一個(gè)等長(zhǎng)的消息 存儲(chǔ)塊，每個(gè)消息存儲(chǔ)塊區(qū)可存放一條消息；1. 1. 2]每個(gè)消息存儲(chǔ)塊按照順序從0開(kāi)始編號(hào)；1. 1. 3]每個(gè)消息存儲(chǔ)塊編號(hào)與消息存儲(chǔ)單元地址建立對(duì)應(yīng)關(guān)系；1. 2]消息屬性表初始化建立一個(gè)內(nèi)容關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)器CAM表，該表為消息屬性表，用以構(gòu)建消息標(biāo)識(shí)到消息輸出 隊(duì)列索引的映射關(guān)系；1.3]空閑消息塊索引表初始化1.3. 1]建立一個(gè)空閑索引隊(duì)列，隊(duì)列深度與消息存儲(chǔ)塊數(shù)目相等，隊(duì)列中單元用于存 放消息編號(hào)，隊(duì)列支持?jǐn)?shù)據(jù)讀、寫(xiě)操作，并提供隊(duì)列空、滿標(biāo)記；1. 3. 2]將所有的消息存儲(chǔ)塊編號(hào)加入到空閑消息緩沖塊索引隊(duì)列；1. 4]消息查找表初始化消息查找表為一個(gè)二維索引表，二維索引表地址和內(nèi)容分別對(duì)應(yīng)當(dāng)前消息存儲(chǔ)塊編號(hào) 和下一個(gè)消息存儲(chǔ)塊編號(hào)，以當(dāng)前消息存儲(chǔ)塊編號(hào)作為地址查找二維索引表的內(nèi)容即為下 一個(gè)消息存儲(chǔ)塊編號(hào)，而當(dāng)某個(gè)消息的下一個(gè)消息塊與該消息存儲(chǔ)塊編號(hào)相同，則標(biāo)識(shí)該 消息塊為消息虛擬輸出隊(duì)列的隊(duì)尾；1.5]輸出控制表初始化輸出控制表分別記錄所有輸出隊(duì)列的消息存儲(chǔ)塊編號(hào)個(gè)數(shù)和隊(duì)頭消息存儲(chǔ)塊編號(hào)，系 統(tǒng)初始化時(shí)將每個(gè)輸出隊(duì)列的消息塊個(gè)數(shù)置0，代表輸出隊(duì)列為空；2]消息的寫(xiě)入過(guò)程將消息寫(xiě)入到空閑的消息存儲(chǔ)塊中，并根據(jù)消息的標(biāo)識(shí)，更新輸出控制表中對(duì)應(yīng)輸出 隊(duì)列信息以及消息查找表；3]消息讀取過(guò)程從虛擬輸出隊(duì)列中讀取消息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)消息分類輸出方法，其特征在于所述步驟2具體是a接收到消息后判斷空閑索引隊(duì)列是否空，如果空閑索引隊(duì)列為空，表示沒(méi)有空閑的存 儲(chǔ)塊，則直接丟棄該消息返回，否則進(jìn)入b ；b.從空閑消息塊索引表預(yù)取第一個(gè)空閑的存儲(chǔ)塊編號(hào)MsgBlockNo；c.計(jì)算空閑存儲(chǔ)塊的存儲(chǔ)單元地址，計(jì)算公式=MsgBlockAddr= MsgMaxLen^MsgBlockNo ；d.空閑存儲(chǔ)塊中預(yù)留前4個(gè)字節(jié)用于存放消息長(zhǎng)度，從MsgBlockAddr+4的地址存放消 息的內(nèi)容，將消息寫(xiě)入到空閑存儲(chǔ)塊中，并進(jìn)行消息長(zhǎng)度計(jì)數(shù)，待消息接收完后，將消息長(zhǎng) 度寫(xiě)入到空閑存儲(chǔ)塊前4個(gè)字節(jié)處；e.解析消息標(biāo)識(shí)，根據(jù)消息標(biāo)識(shí)查消息屬性表，如果命中，則獲取輸出隊(duì)列編號(hào)，否則 丟棄該消息，進(jìn)入a;f.根據(jù)輸出隊(duì)列編號(hào)查找控制表對(duì)應(yīng)消息個(gè)數(shù)；fl如果消息個(gè)數(shù)等于系統(tǒng)設(shè)置的輸出隊(duì)列的消息塊最大個(gè)數(shù)時(shí)，則丟棄該消息，進(jìn)入a ；f2如果消息個(gè)數(shù)為0，則將消息個(gè)數(shù)置1，從空閑消息塊索引表取出該空閑的存儲(chǔ) 塊編號(hào)MsgBlockNo，將存儲(chǔ)塊編號(hào)MsgBlockNo作為該輸出隊(duì)列的隊(duì)頭；將消息查找表 MsgBlockNo 處寫(xiě)入 MsgBlockNo，代表 MsgBlockNo 為隊(duì)尾；f3如果消息個(gè)數(shù)不為0，則將消息個(gè)數(shù)加1，從該輸出隊(duì)列隊(duì)頭存儲(chǔ)塊編號(hào)，通過(guò)消息 查找表獲取下一個(gè)存儲(chǔ)塊編號(hào)，直到找到隊(duì)尾MsgTailBlockNo ；h.經(jīng)f2與f3步驟處理后，從空閑消息塊索引表取出該空閑的存儲(chǔ)塊編號(hào) MsgBlockNo,將消息查找表 MsgBlockNo 處寫(xiě)入 MsgBlockNo，代表 MsgBlockNo 為隊(duì)尾； 將MsgTailBlockNo處寫(xiě)入MsgBlockNo，代表MsgTailBlockNo存儲(chǔ)塊的下一個(gè)存儲(chǔ)塊為 MsgBlockNo,從而將消息加入到該輸出隊(duì)列的隊(duì)尾。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通信系統(tǒng)消息分類輸出方法，其特征在于所述步 驟2的f，查找下一個(gè)存儲(chǔ)塊編號(hào)是以當(dāng)前存儲(chǔ)塊編號(hào)作為地址讀取消息查找表內(nèi)容 MsgNextBlockNo, MsgNextBlockNo為下一個(gè)存儲(chǔ)塊編號(hào)；判斷隊(duì)尾的依據(jù)是當(dāng)前消息塊編 號(hào)的下一個(gè)存儲(chǔ)塊編號(hào)為其本身，即消息查找表的內(nèi)容與其地址相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的通信系統(tǒng)消息分類輸出方法，其特征在于所述步 驟3具體是判斷虛擬輸出隊(duì)列中消息個(gè)數(shù)是否為0，如果為0，則退出；從虛擬輸出隊(duì)列中 獲取隊(duì)頭存儲(chǔ)塊編號(hào)MsgBlockNo ；根據(jù)隊(duì)頭存儲(chǔ)塊編號(hào)計(jì)算存儲(chǔ)塊的存儲(chǔ)單元地址，計(jì)算 公式:MsgBlockaddr = MsgMaxLen^MsgBlockNo ；從 MsgBlockaddr 前 4 個(gè)字節(jié)用于存放消 息長(zhǎng)度；從MsgBlockaddr+4的地址讀取消息的內(nèi)容；從消息查找表查找MsgBlockNo的下 一個(gè)存儲(chǔ)塊編號(hào)MsgNextBlockNo ；將虛擬輸出隊(duì)列的消息個(gè)數(shù)減1，將下一個(gè)存儲(chǔ)塊編號(hào) MsgNextBlockNo置為當(dāng)前虛擬輸出隊(duì)列的隊(duì)頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的通信系統(tǒng)消息分類輸出方法，其特征在于所述步驟3從虛 擬輸出隊(duì)列中讀取消息，其輸出控制采用公平輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法或優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的通信系統(tǒng)消息分類輸出方法，其特征在于所述步驟1.1. 1 中，消息存儲(chǔ)塊區(qū)大小(MsgMaxLen)取值為2n字節(jié)，64到4K字節(jié)；所述步驟1. 1. 2中，消息 存儲(chǔ)塊編號(hào)標(biāo)記為MsgBlockNo ；所述步驟1. 1. 3中，消息存儲(chǔ)塊地址MsgBlockAddr是根據(jù) 消息存儲(chǔ)塊編號(hào)MsgBlockNo以及消息最大長(zhǎng)度MsgMaxLen確定；所述步驟1. 5中，輸出隊(duì) 列的消息塊最大個(gè)數(shù)由系統(tǒng)設(shè)置，典型值為4、8、16。
7.一種通信系統(tǒng)消息分類輸出控制器，其特征在于包括輸入控制單元、存儲(chǔ)器單元、 輸出控制單元、消息屬性表單元、空閑消息塊索引表單元、消息查找表單元、輸出控制表單 元；所述輸入控制單元的輸入端分別與輸入信號(hào)、消息屬性表單元的輸出端、空閑消息塊索 引表單元的輸出端連接，輸入控制單元的輸出端分別與存儲(chǔ)器單元、消息查找表單元的輸 入端、輸出控制表單元的輸入端連接；所述存儲(chǔ)器單元的輸入端與輸入控制單元的輸出端 連接，存儲(chǔ)器單元的輸出端與輸出控制單元的輸入端連接；所述輸出控制單元的輸入端分 別與存儲(chǔ)器單元的輸出端、消息屬性表單元、輸出控制表單元的輸出端連接；輸出控制單元 的輸出端與輸出信號(hào)連接；所述消息屬性表的輸入端與輸入信號(hào)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述通信系統(tǒng)消息分類輸出控制器，其特征在于所述存儲(chǔ)器單元為雙端口存儲(chǔ)器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種通信系統(tǒng)消息分類輸出方法及控制器，主要解決了現(xiàn)有方法及控制器對(duì)存儲(chǔ)資源需求量大、利用率低、實(shí)現(xiàn)難度大、成本高的問(wèn)題。該通信系統(tǒng)消息分類輸出方法包括以下步驟1)系統(tǒng)初始化；2)消息的寫(xiě)入過(guò)程；3)消息讀取過(guò)程。該通信系統(tǒng)消息分類輸出控制器，包括輸入控制單元、存儲(chǔ)器單元、輸出控制單元、消息屬性表單元、空閑消息塊索引表單元、消息查找表單元、輸出控制表單元；本發(fā)明提供的通信系統(tǒng)消息分類輸出方法及控制器靈活性好，消息隊(duì)列管理控制器分類的輸出端口個(gè)數(shù)可配置，輸出隊(duì)列深度可配置，具有很好的靈活性。
文檔編號(hào)H04L12/56GK102111332SQ20101062012
公開(kāi)日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者王紅春 申請(qǐng)人:中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司第六三一研究所