專利名稱：數(shù)據(jù)信道處理的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明實(shí)施例大體涉及處理數(shù)據(jù)信道的集成電路領(lǐng)域，特別是在多個(gè)數(shù)據(jù) 信道中共享處理資源的集成電路領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
很多類型的應(yīng)用(如通信)需要處理單回路上的多個(gè)高速信號(hào)。例如，通 信基本設(shè)施的組成部分通常需要以可支持的限定最大的數(shù)據(jù)速率的性能對(duì)傳 送數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。這種數(shù)據(jù)處理可包括協(xié)議相關(guān)的功能如同步、數(shù)據(jù)檢測(cè)、字 段提取、字段合成、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)格式化以及分級(jí)操作。另外，在很多情況 下，通信組件以相似或完全不同的約定在多個(gè)基本設(shè)施所連接的多個(gè)信道之間 接口。
例如，很多高速通信信號(hào)，例如準(zhǔn)同步數(shù)字系列(PDH)或同步光纖網(wǎng)絡(luò) (SONET)的信號(hào)包括多個(gè)子信道和數(shù)據(jù)鏈。這種通信信號(hào)可包括各種通信交換 設(shè)備之間的高優(yōu)先級(jí)的系統(tǒng)信息，例如高級(jí)數(shù)據(jù)鏈接控制(HDLC)的格式的信 息。也可包括稱為BOM信息(位導(dǎo)向信息)的高優(yōu)先級(jí)信息，該信息可包含 1個(gè)字節(jié)的中止信號(hào)和1個(gè)字節(jié)編碼信息。DS3信號(hào)或者T3信號(hào)通常分別包括 28DS1或28T1子信道，因此需要處理28個(gè)單獨(dú)的子信道。這就提出了如何處 理這些多個(gè)信號(hào)的問(wèn)題。由于空間、能量消耗和成本限制的關(guān)系，使用多個(gè)集 成電路并且每個(gè)集成電路處理一個(gè)信道的方法并不可行。為多個(gè)信道(或甚至處理多個(gè)協(xié)議的單個(gè)信道)提供高速信號(hào)處理可大大 減少這種應(yīng)用的總成本。在此領(lǐng)域已經(jīng)取得了一些進(jìn)步。例如通信設(shè)備制造者 已經(jīng)努力去實(shí)現(xiàn)對(duì)通信信號(hào)的更高密度的處理。在給定成本的線路板或芯片 上，高密度處理比以前可處理更多的高速通信信號(hào)。
一般來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)集成解決方案時(shí)需要考慮不同的事項(xiàng)，包括總帶寬要求、 需要同時(shí)支持的信道數(shù)以及支持的協(xié)議的數(shù)量和復(fù)雜性。另外，設(shè)計(jì)過(guò)程中也 需要考慮存在互用性，可擴(kuò)展性和成本等因素。
多信道處理綜合解決方案的傳統(tǒng)執(zhí)行方法具有嚴(yán)重缺陷。通常，處理多信 道的集成電路會(huì)把多個(gè)次組件的重復(fù)實(shí)例集合一起，其中每個(gè)次組件處理帶有 某一特定協(xié)議的某一特定信道。另外，每個(gè)次組件通過(guò)按順序逐一處理每個(gè)所
接收或生成的數(shù)據(jù)顆粒(data grain)對(duì)其數(shù)據(jù)信道進(jìn)行處理。傳統(tǒng)系統(tǒng)中的一 個(gè)數(shù)據(jù)顆粒通常為一個(gè)比特或者一組最多幾個(gè)比特的數(shù)據(jù)顆粒。此方法對(duì)于大 規(guī)模的多信道和多協(xié)議以及高帶寬的應(yīng)用效率很低。這種低效率是因?yàn)檫壿嬰?路和物理資源相對(duì)各個(gè)信道和不同協(xié)議的相似功能大量冗余而造成的。而且， 在帶有某個(gè)特定協(xié)議單個(gè)信道內(nèi)，獨(dú)立的數(shù)據(jù)處理是按順序進(jìn)行的。這導(dǎo)致了 可擴(kuò)展性的障礙，使得對(duì)于要求多信道，多協(xié)議，高帶寬數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用的通 常的解決方案因此不能實(shí)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)流(即比特流)的一部分被接收到流緩沖器。 然后從已接收部分創(chuàng)建了一個(gè)數(shù)據(jù)流視窗，該視窗包含多個(gè)協(xié)議的數(shù)據(jù)。通過(guò) 多個(gè)處理機(jī)中的各個(gè)處理機(jī)存取同一協(xié)議的數(shù)據(jù)相應(yīng)部分。被存取的數(shù)據(jù)在各 個(gè)處理機(jī)上同時(shí)處理。
本發(fā)明實(shí)施例的其它特征和優(yōu)點(diǎn)從以下對(duì)附圖和詳細(xì)說(shuō)明的描述中而變
得清晰


參照以下說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的說(shuō)明書(shū)和附圖可更好地理解本發(fā)明。下列附
圖中圖1所示為按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的同時(shí)處理單個(gè)數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)電路結(jié)
構(gòu)；
圖2所示為按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的多信道可配置訪問(wèn)結(jié)構(gòu)； 圖3所示為按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)流處理系統(tǒng)； 圖4所示為按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例具有與所需超高帶寬相應(yīng)的內(nèi)容轉(zhuǎn)換 速率的緩沖系統(tǒng)；
圖5所示為按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例用于通信數(shù)據(jù)的多信道數(shù)據(jù)傳送系
統(tǒng)；
圖6所示為按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例同時(shí)處理數(shù)據(jù)流的多個(gè)部分的過(guò)程； 圖7所示為按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例執(zhí)行信道緩沖和執(zhí)行多實(shí)例存儲(chǔ)共享 的內(nèi)容轉(zhuǎn)換系統(tǒng)；
圖8所示為按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例實(shí)施多端口無(wú)關(guān)聯(lián)共享存取的系統(tǒng)； 圖9所示為按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例使用多個(gè)多信道同時(shí)處理系統(tǒng)的基于 分層的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的方法；以及
圖IO所示為按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例使用內(nèi)容轉(zhuǎn)換的信道幀同步方法。
具體實(shí)施例方式
綜述
本發(fā)明實(shí)施例為多信道處理提供了集成電路方案，該方案在處理帶有多協(xié) 議的多信道時(shí)允許資源共享，并且可高度靈活地處理僅分配在需要處的共享資 源，從而提供了一種節(jié)約成本的可行方案。在本發(fā)明的此實(shí)施例中，大部分的 處理并列地進(jìn)行以增加效率。該發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例以集成電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，集成 電路使用數(shù)據(jù)流操縱的可配置結(jié)構(gòu)來(lái)處理多個(gè)信道。所有信道共享該結(jié)構(gòu)以高 效完成處理任務(wù)。此實(shí)施例在處理一特定信道時(shí)，該結(jié)構(gòu)使用并列及同時(shí)處理 一段數(shù)據(jù)流內(nèi)的多個(gè)部分。
本發(fā)明實(shí)施例提供了處理超高數(shù)據(jù)速率數(shù)據(jù)流的系統(tǒng)和方法。實(shí)施例提供 了對(duì)數(shù)據(jù)流的各種操作的方法，以從一個(gè)協(xié)議至另一個(gè)協(xié)議映射數(shù)據(jù)流，并且 還提供了處理給定協(xié)議的多信道的方法。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)流被輸入到數(shù)據(jù)流視窗，該視窗中某些數(shù)據(jù) 被捕捉并傳送到多個(gè)并列處理裝置中的其中一個(gè)進(jìn)行處理。對(duì)于本發(fā)明的一個(gè) 實(shí)施例，此處理可包括同步、分析、字段提取、數(shù)據(jù)操作和輸出數(shù)據(jù)流合成。
本發(fā)明的可選實(shí)施例執(zhí)行或引起部分或全部信道緩沖，記憶體存取分區(qū)， 多端口信道數(shù)據(jù)存取，分級(jí)數(shù)據(jù)處理和信道幀同步。
在以下描述中提出了多個(gè)具體細(xì)節(jié)。但可理解為本發(fā)明實(shí)施例沒(méi)有這些具 體細(xì)節(jié)也可進(jìn)行。在其它示例中，為不致混淆對(duì)本說(shuō)明書(shū)的理解，未詳細(xì)列出 熟知的電路、結(jié)構(gòu)和技術(shù)。
整個(gè)說(shuō)明書(shū)中所指"一個(gè)實(shí)施例"和"實(shí)施例"是指所描述的與此實(shí)施例 有關(guān)的某特征、結(jié)構(gòu)或特性包含在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，說(shuō)明書(shū) 中不同地方出現(xiàn)的短語(yǔ)"在一個(gè)實(shí)施例中"或"在實(shí)施例中"并不必然指同一 個(gè)實(shí)施例。而且，所述某特征，結(jié)構(gòu)或特性可在一個(gè)或多實(shí)施例中以任何適合 方式結(jié)合在一起。
而且，單一實(shí)施例所披露的所有特征并不是本發(fā)明創(chuàng)造性方面的全部。因
此，此詳細(xì)說(shuō)明之后的權(quán)利要求在此明確地并入此詳細(xì)說(shuō)明書(shū)中，各個(gè)權(quán)利要 求作為本發(fā)明的獨(dú)立實(shí)施例單獨(dú)存在。
圖1所示為按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例同時(shí)處理單個(gè)數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)的線路結(jié) 構(gòu)。如圖1所示，結(jié)構(gòu)100包括記憶體105以緩沖數(shù)據(jù)流110并提供數(shù)據(jù)流視
窗115。數(shù)據(jù)流視窗115可使幾個(gè)信道處理機(jī)120， - 120n中的一個(gè)或多個(gè)維持
對(duì)每個(gè)信道流入或流出數(shù)據(jù)流中的一些連續(xù)數(shù)據(jù)的存取。然后信道處理機(jī)進(jìn)行 處理。每次信道處理從新開(kāi)始時(shí)，已保存的內(nèi)容就被裝載入信道處理機(jī)。每次
處理暫停時(shí)，內(nèi)容就被存入內(nèi)容存儲(chǔ)庫(kù)中直到處理繼續(xù)。當(dāng)數(shù)據(jù)流110的新的 部分(即新數(shù)據(jù))到達(dá)時(shí)，按排程取出某一信道的視窗內(nèi)容。視窗內(nèi)容被取出 時(shí)，數(shù)據(jù)流視窗115內(nèi)捕捉到的數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換以插入到新數(shù)據(jù)，從而取代數(shù)據(jù)流 視窗內(nèi)以前的數(shù)據(jù)(即較早到達(dá)的數(shù)據(jù)被丟棄)。處理機(jī)120, -120 同時(shí)存取 數(shù)據(jù)流視窗內(nèi)的不同點(diǎn)或共享點(diǎn)。各個(gè)處理機(jī)120廣120n可同時(shí)處理數(shù)據(jù)流視 窗115內(nèi)隨時(shí)間轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)中的多個(gè)部分。
圖2所示為按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的多信道可配置存取結(jié)構(gòu)。如圖2所示， 一次裝載一個(gè)信道的數(shù)據(jù)流視窗216和存取矩陣225連接。存取矩陣225包括到數(shù)據(jù)流視窗216內(nèi)已選數(shù)據(jù)的可配置存取點(diǎn)。數(shù)據(jù)流視窗216已選數(shù)據(jù)通過(guò) 存取矩陣225連接到處理機(jī)12(^-120n，處理機(jī)可分析、操作或生成信道流數(shù) 據(jù)。信道流內(nèi)容選自位于215的多信道。因此可在按照本發(fā)明實(shí)施例的多信道 系統(tǒng)的所有信道中高效地共享和利用可用的處理機(jī)120,-120n。
按照本發(fā)明的可選實(shí)施例可構(gòu)建一個(gè)詳細(xì)數(shù)據(jù)流操作路徑。圖3所示為按 照本發(fā)明實(shí)施例可在其中構(gòu)建數(shù)據(jù)流操作路徑的系統(tǒng)。如圖3所示，系統(tǒng)300 包括提供輸入存取矩陣325A的多信道輸入數(shù)據(jù)流視窗315A。數(shù)據(jù)流操作功能 330由一個(gè)或多個(gè)處理機(jī)組成并操作輸入數(shù)據(jù)，包括使用提取功能331，處理 功能332和合成過(guò)程333。同步功能335使輸入數(shù)據(jù)流視窗315a和輸出數(shù)據(jù)流 窗口315B同步。輸出存取矩陣325B決定了輸出數(shù)據(jù)流多信道視窗315B。如 需要數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)時(shí)，可通過(guò)芯片緩沖記憶體340和外部記憶體接口 345提供 集成電路的內(nèi)部和外部記憶體。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例包括提供多信道內(nèi)容轉(zhuǎn)換功能的系統(tǒng)，該系統(tǒng)以總體 輸入或輸出帶寬的速度轉(zhuǎn)換內(nèi)容。也就是說(shuō)，和指定信道相應(yīng)的數(shù)據(jù)流視窗可 以和所用通信系統(tǒng)的超高帶寬相應(yīng)的速度得到轉(zhuǎn)換。
圖4所示為按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的設(shè)有與所需超高帶寬相應(yīng)的內(nèi)容轉(zhuǎn)換 速度的系統(tǒng)。如圖4所示，信道因而分區(qū)為多個(gè)內(nèi)存條，例如如內(nèi)存條450,- 4508 所示。各個(gè)內(nèi)存條450^ 4508可以與總帶寬需要除以內(nèi)存條450廠4508的數(shù)量 相應(yīng)的顯著減少的速度進(jìn)行操作。從多信道到達(dá)的數(shù)據(jù)在相應(yīng)的寫(xiě)入緩存450, -4508排隊(duì)等候，直到該指定信道被緩沖排程管理邏輯電路470取出。
圖5所示為按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例應(yīng)用于通信數(shù)據(jù)的多信道數(shù)據(jù)傳送系 統(tǒng)。本發(fā)明的實(shí)施例可應(yīng)用于如圖5所示的通信系統(tǒng)。如圖5所示，系統(tǒng)500 將多個(gè)獨(dú)立信道575接入一個(gè)單獨(dú)多元超高寬帶信道580。信道575中的每一 個(gè)信道都可承載著不同格式和協(xié)議的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)需要翻譯或映射至高帶寬 多元信道580。因此矩陣(例如矩陣585A和矩陣585B)在兩個(gè)方向都有實(shí)例， 允許共享處理機(jī)高效地取出，處理和合成已傳送的數(shù)據(jù)流。
圖6所示為按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例部分?jǐn)?shù)據(jù)流被同時(shí)處理的過(guò)程。如圖6 所示，過(guò)程600以操作605開(kāi)始，該操作中一部分?jǐn)?shù)據(jù)流被接收在流緩存器中。
在操作610中數(shù)據(jù)流視窗裝載正在接受處理的信道的內(nèi)容。在操作615中，多個(gè)處理機(jī)中的每一個(gè)存取來(lái)自于數(shù)據(jù)流視窗的已選數(shù)據(jù)。
在操作620中各個(gè)處理機(jī)同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)各自已存取數(shù)據(jù)的所需操作。
示范實(shí)施例
信道緩沖
如上文所述，按照本發(fā)明實(shí)施例的多信道內(nèi)容轉(zhuǎn)換系統(tǒng)可提供幾百或者甚 至幾千個(gè)信道的處理。不斷增加的信道數(shù)量相應(yīng)地需要頻繁的內(nèi)容轉(zhuǎn)換以制定 各個(gè)信道上的各樣事件(如比特、字節(jié)或數(shù)據(jù)幀的到達(dá))的排程。較頻繁的內(nèi) 容轉(zhuǎn)換會(huì)消耗系統(tǒng)資源。按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，事件(如極微小量的數(shù)據(jù) 到達(dá)信道)得到緩沖，僅在每個(gè)信道某事件數(shù)積累之后才把內(nèi)容排程，從而減 少內(nèi)容轉(zhuǎn)換的頻率。
圖7所示為按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例執(zhí)行信道緩沖和多實(shí)例儲(chǔ)存共享的內(nèi)容 轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。如圖7所示，系統(tǒng)700包括多個(gè)信道緩沖器，例如如信道緩沖器770, -7703所示。按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，對(duì)于各個(gè)信道來(lái)說(shuō)，各個(gè)信道的多個(gè)事 件積累在相應(yīng)的信道緩沖器內(nèi)。事件可包括極微小量的數(shù)據(jù)的到達(dá)，極微小量 的數(shù)據(jù)可為一個(gè)比特、字節(jié)或數(shù)據(jù)包。僅當(dāng)事件的數(shù)量(如特定數(shù)量的數(shù)據(jù)) 積累到一定數(shù)量時(shí)，排程器765才把要處理的數(shù)據(jù)排程。排程器對(duì)各個(gè)信道按 優(yōu)先次序編程并分配帶寬。當(dāng)各個(gè)信道調(diào)度程序關(guān)于緩沖數(shù)據(jù)的編程標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到 時(shí)，通過(guò)以信道內(nèi)容載入信道處理機(jī)調(diào)用信道處理。對(duì)于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例， 每個(gè)信道積累的數(shù)據(jù)由多個(gè)信道處理機(jī)器中的一個(gè)進(jìn)行處理，例如如信道處理 機(jī)770,-77()3所示。信道處理機(jī)進(jìn)行實(shí)際處理。每次信道處理重新開(kāi)始時(shí)，信 道處理機(jī)載入已存內(nèi)容。每次處理暫停時(shí)，內(nèi)容被存入內(nèi)容存儲(chǔ)器直到處理繼 續(xù)。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)信道所規(guī)定的事件積累數(shù)量可動(dòng)態(tài)地被確定 以解決各個(gè)信道不斷變化的需要或者使輸入信道的數(shù)據(jù)速率和信道處理機(jī)的 數(shù)據(jù)處理表現(xiàn)相匹配。這可通過(guò)控制各個(gè)信道的排程和信道的緩沖寬度而實(shí) 現(xiàn)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，基于系統(tǒng)記憶體資源可計(jì)算各個(gè)信道積累事件 的指定數(shù)量以改進(jìn)對(duì)記憶體的利用。這可通過(guò)控制排程和緩沖的寬度而實(shí)現(xiàn)。
如上所述，各個(gè)信道積累的事件的指定數(shù)字(例如調(diào)度頻率和緩沖寬度) 可不同。此實(shí)施例可在基于時(shí)分復(fù)用(TDM)的系統(tǒng)中執(zhí)行以更高效地分配系統(tǒng)資源并提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平。因?yàn)槊總€(gè)信道的緩沖數(shù)量是可控的，所以可修改時(shí)
分復(fù)用(TDM)系統(tǒng)使時(shí)隙不相等而區(qū)分不同的時(shí)分復(fù)用(TDM)信道的優(yōu)先次 序。通過(guò)改變緩沖器大小和服務(wù)頻率，可保持高服務(wù)質(zhì)量(QOS)的信道。此 外，系統(tǒng)700包括信息包記憶體775用來(lái)儲(chǔ)存基于數(shù)據(jù)包加以進(jìn)一步集合和處 理。系統(tǒng)700可使用信道緩沖提供給基于數(shù)據(jù)包所需的服務(wù)質(zhì)量(QOS)。也 就是說(shuō)，按照一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)可在時(shí)分復(fù)用(TDM)和基于數(shù)據(jù)包的時(shí)分復(fù)用 (TDM)信息之間接口，時(shí)分復(fù)用(TDM)數(shù)據(jù)信息可以數(shù)據(jù)包方式存儲(chǔ)和以基于 數(shù)據(jù)包以類似時(shí)分復(fù)用(TDM)的方式存儲(chǔ)。
分區(qū)記憶體存取
如上文所述參照?qǐng)D7執(zhí)行的信道緩沖可使系統(tǒng)記憶體存取被分成多個(gè)時(shí) 隙，每個(gè)時(shí)隙為機(jī)器的一個(gè)事例服務(wù)。也就是說(shuō)，由于執(zhí)行了信道緩沖，記憶 體在各個(gè)極微小量的數(shù)據(jù)到達(dá)時(shí)不會(huì)被存取，只有一定量的數(shù)據(jù)到達(dá)之后才會(huì) 被存取。這釋放了相應(yīng)數(shù)量的記憶體存取帶寬。如圖7所示，系統(tǒng)700包括記 憶體740，記憶體分成多個(gè)內(nèi)容儲(chǔ)存段的區(qū)，例如如內(nèi)容儲(chǔ)存段74"-741n所 示。把記憶體存取分成不同時(shí)隙的區(qū)可增加記憶體存取帶寬，允許連續(xù)的記憶 體結(jié)構(gòu)以服務(wù)多個(gè)內(nèi)容轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的多個(gè)事例，其中每個(gè)以各自對(duì)應(yīng)的時(shí)段存取 記憶體。此實(shí)施例使得不同等級(jí)的分級(jí)信道(如T1， T2和T3)由共享同一記 憶體結(jié)構(gòu)的不同的內(nèi)容交換裝置處理。因此可在增加效率的同時(shí)減少端口數(shù)和 記憶體基本設(shè)施量。
多端口共享數(shù)據(jù)存取
可能需要內(nèi)容轉(zhuǎn)換任務(wù)對(duì)不同的無(wú)關(guān)聯(lián)時(shí)鐘域的輸入端口到輸出端口的 數(shù)據(jù)進(jìn)行傳送和處理，無(wú)關(guān)聯(lián)是指各個(gè)端口的調(diào)度沒(méi)有關(guān)聯(lián)。也就是說(shuō)，因?yàn)?各個(gè)端口都有決定其調(diào)度的自有事件，所以不可能進(jìn)行滿足兩個(gè)端口的調(diào)度。 但各個(gè)端口仍然需要傳送數(shù)據(jù)。在這種情況下，多個(gè)通信任務(wù)的數(shù)據(jù)共享應(yīng)受 到管理和保護(hù)。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，內(nèi)容記錄可在多個(gè)任務(wù)之間共享。圖8所示為 按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例執(zhí)行多端口無(wú)關(guān)聯(lián)共享存取的系統(tǒng)。當(dāng)兩個(gè)或更多實(shí)體 需要共享數(shù)據(jù)時(shí)可使用共享內(nèi)容記錄。如圖8所示，每個(gè)共享內(nèi)容記錄例如共享內(nèi)容記錄805分為四段，其中兩個(gè)為只可分別通過(guò)其主端口存取的專用段， 另外兩個(gè)區(qū)域中各個(gè)區(qū)域只能在一邊主端口可寫(xiě)入而只能在另一邊主端口讀
取。因此各個(gè)多信道內(nèi)容可轉(zhuǎn)換機(jī)810A和810B都不能將數(shù)據(jù)寫(xiě)入同一字段而 損毀數(shù)據(jù)，但可把數(shù)據(jù)寫(xiě)入共享空間以與另一個(gè)轉(zhuǎn)換機(jī)傳遞信息，該共享空間 中僅有一個(gè)端口可寫(xiě)入而另一端口可讀取。如圖8所示，共享內(nèi)容記錄805的 第1區(qū)段可從端口 A讀取或?qū)懭?，而?區(qū)段可從端口 B讀取或?qū)懭搿５? 區(qū)段僅能從端口A寫(xiě)入，從端口B讀取，同時(shí)第3區(qū)段只能從端口 B寫(xiě)入， 從端口 A讀取。因此共享內(nèi)容記錄允許多個(gè)實(shí)體間的數(shù)據(jù)共享。排程器865如 上文參照?qǐng)D7所述將內(nèi)容轉(zhuǎn)換排程。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例使用單個(gè)內(nèi)容轉(zhuǎn)換基本設(shè)施(相對(duì)于多個(gè)內(nèi)容轉(zhuǎn)換基 本設(shè)施)以使帶有獨(dú)立時(shí)間域的端口之間可以通信。因此獨(dú)立和無(wú)關(guān)聯(lián)的信道 處理任務(wù)可通過(guò)存取共享記憶體空間在相互之間通信和傳遞數(shù)據(jù)，該共享存儲(chǔ) 空間由多個(gè)任務(wù)獨(dú)立排程。盡管如參照的基于內(nèi)容轉(zhuǎn)換的多信道同時(shí)處理系統(tǒng) 所述，如參照?qǐng)D8所述的分區(qū)共享內(nèi)容記錄方法同樣可應(yīng)用于傳統(tǒng)的內(nèi)容轉(zhuǎn)換 方法。
多層次水平支持
很多協(xié)議如PDH， SONET或者同步數(shù)字階層體系(SDH)在分級(jí)的基礎(chǔ) 上操作。例如，PDH包括一個(gè)DS3信道，DS3信道包括7個(gè)DS2信道，DS2 信道依次地包括4個(gè)DS1信道。為處理這種分級(jí)數(shù)據(jù)，必須提取一個(gè)信道的所 有子信道然后將子信道引到獨(dú)立的處理機(jī)。 按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分級(jí)數(shù)據(jù)通過(guò)執(zhí)行多信道同時(shí)處理系統(tǒng)的多個(gè) 實(shí)例而得到高效處理。圖9所示為按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例使用多個(gè)多信道同 時(shí)處理系統(tǒng)處理基于層次數(shù)據(jù)的方法。如圖9所示，系統(tǒng)900包括多個(gè)多信道 同時(shí)處理系統(tǒng)的多個(gè)實(shí)例。該機(jī)器的各個(gè)實(shí)例都包括信道處理內(nèi)容儲(chǔ)存功能 905。當(dāng)機(jī)器與某一時(shí)刻正在處理數(shù)據(jù)時(shí)的狀態(tài)被視為該信道處理內(nèi)容，將其 儲(chǔ)存在一記憶體內(nèi)可暫停一信道處理任務(wù)，這會(huì)釋放機(jī)器的資源以處理其它信 道，隨后又重新裝載己存內(nèi)容以繼續(xù)信道處理。處理分級(jí)協(xié)議時(shí)，每一分級(jí)分 配給一個(gè)記憶體空間。內(nèi)容包括數(shù)據(jù)流經(jīng)過(guò)的流視窗915和在某一時(shí)刻捕獲的 處理信道的機(jī)器處理狀態(tài)920。被處理的信道的內(nèi)容由獲取的信道功能910儲(chǔ)存。
一個(gè)等級(jí)層次的所有信道的處理可通過(guò)獨(dú)立排程器965實(shí)現(xiàn)。
如圖9所示，初級(jí)輸入從網(wǎng)絡(luò)接收到機(jī)器的第一實(shí)例。所示為同時(shí)多信道 初級(jí)數(shù)據(jù)流925。然后初級(jí)數(shù)據(jù)的子信道被提取。例如，如果初級(jí)數(shù)據(jù)為T3， 那么7個(gè)T2信道被提取(例如，通過(guò)創(chuàng)建包括初級(jí)數(shù)據(jù)的每個(gè)第7個(gè)比特組 成的流)。從主信道提取的子等級(jí)信道由第二層次系統(tǒng)實(shí)例處理。隨后的等級(jí) 層次以類似方式處理。在信道未被處理的期間，每一等級(jí)的初級(jí)數(shù)據(jù)流或已提 取的數(shù)據(jù)流使用積累和排隊(duì)功能930在每一信道積累。
系統(tǒng)900包括一下一比特(nextbits)的掃描信道935，該信道把數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在 帶有下一組待處理比特群的流視窗內(nèi)。系統(tǒng)900還包括一個(gè)流存取交叉矩陣開(kāi) 關(guān)(crossbar)940，交叉矩陣開(kāi)關(guān)穿過(guò)各個(gè)處理機(jī)運(yùn)行，把流內(nèi)所需比特連接到 相應(yīng)的處理機(jī)上。
幀同步
數(shù)據(jù)流如TDM數(shù)據(jù)流等經(jīng)常包括連續(xù)的大小固定的數(shù)據(jù)幀。處理這些信 號(hào)首先要檢測(cè)幀定位并對(duì)其進(jìn)行流處理同步。這意味著要確定各個(gè)幀開(kāi)始之 處。對(duì)于一些TDM協(xié)議和其它協(xié)議可執(zhí)行同步模式，其中多個(gè)連續(xù)的幀中每 個(gè)幀的第一比特包括允許幀定位檢測(cè)的模式。
幀同步需要時(shí)間和資源。例如，比方說(shuō)帶有200位幀(各個(gè)位都帶有相應(yīng) 的位槽)和20位幀定位指示器的數(shù)據(jù)流，實(shí)際值取決于協(xié)議。最初一個(gè)視窗 寬度的周期視窗內(nèi)各個(gè)位都可成為幀定位的候選者和應(yīng)和同步模式對(duì)照，這通 常由某個(gè)狀態(tài)機(jī)進(jìn)行。數(shù)據(jù)流中來(lái)自某個(gè)特定位槽的20幀段上的比特在模式 檢測(cè)裝置中評(píng)估。如果檢測(cè)不到幀定位模式，數(shù)據(jù)流中來(lái)自下一位槽的20幀 段上的比特會(huì)被評(píng)估。此方法可能需要800， OOO位進(jìn)行幀定位檢測(cè)。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，內(nèi)容轉(zhuǎn)換裝置應(yīng)用于數(shù)據(jù)幀的位槽，幀內(nèi)每一 比特被視為一個(gè)內(nèi)容。當(dāng)該比特到達(dá)時(shí)，候選位槽的內(nèi)容被調(diào)用。同時(shí)分析下 一比特而無(wú)需等待200比特(即一幀中的比特?cái)?shù))。在一個(gè)實(shí)施例中，信道內(nèi) 容被分成多個(gè)字段(每狀態(tài)機(jī)位一個(gè)字段)，每一字段擔(dān)當(dāng)一個(gè)移位寄存器， 把全部移位寄存器的各個(gè)比特分組代表各個(gè)位槽的同步狀態(tài)機(jī)內(nèi)容。
圖10所示為按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例使用內(nèi)容轉(zhuǎn)換的信道幀同步方法。 如圖IO所示的系統(tǒng)IOOO包括一個(gè)幀槽同步候選狀態(tài)存儲(chǔ)器1005，其中幀內(nèi)每個(gè)位槽的同步機(jī)狀態(tài)作為內(nèi)容記錄存儲(chǔ)在該記憶體內(nèi)。如例所示，系統(tǒng)iooo 還包括多個(gè)循環(huán)移位寄存器如移位寄存器1010A-1010C。移位寄存器寬度和幀 大小相同，各個(gè)狀態(tài)位都保持在移位寄存器內(nèi)。新?tīng)顟B(tài)通過(guò)之前狀態(tài)算出并存 入狀態(tài)位循環(huán)移位寄存器各自的比特。狀態(tài)機(jī)1020進(jìn)行同步并宣布同步檢測(cè)。
為實(shí)現(xiàn)幀同步，自信道緩沖器1015的比特一到達(dá)，下一個(gè)比特狀態(tài)機(jī)內(nèi) 容就被狀態(tài)機(jī)1020獲取并進(jìn)入其中。然后此內(nèi)容和到達(dá)的比特一起處理，已 更新的狀態(tài)內(nèi)容被存到移位寄存器1010A-1010C。
盡管對(duì)參照基于內(nèi)容轉(zhuǎn)換的多信道同時(shí)處理系統(tǒng)進(jìn)行了描述，但按照?qǐng)D10 所述的幀同步方法同樣可應(yīng)用于傳統(tǒng)的內(nèi)容轉(zhuǎn)換方法，并可用來(lái)為多種類型的 T麗幀同步提供幀同步。
綜合問(wèn)題
本發(fā)明實(shí)施例提供了通過(guò)以數(shù)據(jù)流視窗轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)來(lái)允許同時(shí)處理數(shù)據(jù)流 多個(gè)部分的集成電路設(shè)計(jì)。按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，數(shù)據(jù)流視窗有多個(gè)存取
點(diǎn)把數(shù)據(jù)流多個(gè)部分和一個(gè)或多個(gè)處理機(jī)連接起來(lái)。按照本發(fā)明的不同實(shí)施 例，存取點(diǎn)可固定或者可選地編程為可存取視窗內(nèi)的任何數(shù)據(jù)部分。
對(duì)于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)行的處理包括同步、分析、字段提取、數(shù)據(jù) 操作和輸出流合成等的一種或更多。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)數(shù)據(jù)流可通過(guò)一般共享邏輯進(jìn)行處理。對(duì) 于該實(shí)施例，數(shù)據(jù)流可從存儲(chǔ)器獲取，處理，然后在任何點(diǎn)返回存儲(chǔ)器。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，兩個(gè)或更多多信道數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的實(shí)例相連 接。對(duì)于該實(shí)施例，每個(gè)實(shí)例可負(fù)責(zé)某數(shù)據(jù)處理。例如， 一個(gè)多信道數(shù)據(jù)處理 系統(tǒng)可專用于流同步和提取，而另一個(gè)可專用于合成輸出數(shù)據(jù)流。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，處理在不同階段間進(jìn)行并可使用內(nèi)部及外部記 憶體暫時(shí)儲(chǔ)存進(jìn)行數(shù)據(jù)流處理時(shí)所需的數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，多流高速內(nèi)容轉(zhuǎn)換裝置可利用速度只占內(nèi)容轉(zhuǎn) 換速度一分?jǐn)?shù)的存儲(chǔ)器，通過(guò)在多個(gè)受排程裝置控制的存儲(chǔ)器之間分配流儲(chǔ)存 位置，以保證存儲(chǔ)器的讀寫(xiě)操作有足夠的存取時(shí)間。
在本發(fā)明的一個(gè)這樣的實(shí)施例中，多流高速內(nèi)容轉(zhuǎn)換裝置的兩個(gè)實(shí)例得以 執(zhí)行。每個(gè)實(shí)例對(duì)應(yīng)著通信系統(tǒng)的兩個(gè)路徑方向中的一個(gè)進(jìn)行執(zhí)行。這種通信體系可處理同一協(xié)議的流，該協(xié)議例如可為Tl協(xié)議或HDLC協(xié)議或以太網(wǎng)協(xié) 議或ATM協(xié)議或幀中繼協(xié)議或MPLS協(xié)議或其它協(xié)議。
本發(fā)明的不同實(shí)施例執(zhí)行或進(jìn)行以下部分或全部的任務(wù)信道緩沖、記憶 體存取分區(qū)、多端口信道數(shù)據(jù)存取、分級(jí)數(shù)據(jù)處理和信道幀同步。
本發(fā)明的實(shí)施例包括各種不同操作如插入、緩沖、處理和數(shù)據(jù)操縱。對(duì)于 不同的實(shí)施例，可增加或刪除所述一個(gè)或多個(gè)操作。本發(fā)明的操作可由硬件元 件執(zhí)行，或可包含在機(jī)器可執(zhí)行的指令里，上述指令可用來(lái)使一般用途或特殊 用途處理器或者和該指令一起編程的邏輯電路執(zhí)行這些操作。操作也可由軟硬 件結(jié)合起來(lái)執(zhí)行。本發(fā)明的實(shí)施例可作為計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品提供，所述計(jì)算機(jī)程 序產(chǎn)品可包括到其上存有指令的可機(jī)讀媒介，使用這些指令可用于計(jì)算機(jī)(或 其它電子裝置)的編程，以執(zhí)行按照本發(fā)明的程序?？蓹C(jī)讀媒介可包括但并不 限于軟盤、光盤、光盤驅(qū)動(dòng)器和磁光盤、只讀記憶體、隨機(jī)存取記憶體、可擦 除可編程只讀記憶體(EPROM)、電子可擦除可編程只讀記憶體(EEPROM)、 磁卡或光卡、快閃記憶體或者其它類型適合存儲(chǔ)電子指令的媒介/可機(jī)讀媒介。 此外，本發(fā)明也可作為計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品下載，其中通過(guò)包含在載波或其它經(jīng)通 信用單元的傳播媒介(如調(diào)制解調(diào)器或網(wǎng)絡(luò)連接)內(nèi)的數(shù)據(jù)信號(hào)，程序可從一 臺(tái)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)傳輸?shù)揭慌_(tái)請(qǐng)求計(jì)算機(jī)。
此外，盡管如多信道通信系統(tǒng)環(huán)境下不同的實(shí)施例所述，本發(fā)明的實(shí)施例 可應(yīng)用于多個(gè)多信道數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)以及用于使用多個(gè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的單個(gè)信道數(shù) 據(jù)傳送系統(tǒng)。
雖然本發(fā)明已使用多個(gè)實(shí)施例進(jìn)行過(guò)描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員意識(shí)到本發(fā) 明不受限于所述實(shí)施例，而是可在所附權(quán)利要求的范圍和精神內(nèi)加以修改和變 更來(lái)實(shí)踐。因此此說(shuō)明書(shū)應(yīng)被視為說(shuō)明性而非限制性的。
權(quán)利要求
1、一種處理數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，包括接收一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)流的裝置以及通過(guò)數(shù)據(jù)流視窗轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)流的裝置，數(shù)據(jù)流視窗設(shè)有多個(gè)存取點(diǎn)可使多個(gè)處理機(jī)存取數(shù)據(jù)流的相應(yīng)部分。
2、 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中多個(gè)處理機(jī)中的每一個(gè)處理機(jī)同時(shí)處理數(shù)據(jù)流中的該相應(yīng)部分。
3、 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中存取點(diǎn)被編程為可存取數(shù)據(jù)流視窗內(nèi)的任何部分。
4、 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中處理選自包括同步、分析、字段提取、數(shù)據(jù)操縱、輸出流合成及其組合。
5、 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中多個(gè)數(shù)據(jù)流由一般共享邏輯電路處理，數(shù)據(jù)流內(nèi)容在一處理周期中從存儲(chǔ)裝置中獲取并在該處理周期完成時(shí)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)裝置。
6、 如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中數(shù)據(jù)流緩沖器在處理前積累數(shù)據(jù)。
7、 如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中處理選自包括同步、分析、字段提取、數(shù)據(jù)操縱、輸出流合成以及其組合。
8、 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中接收一個(gè)或更多數(shù)據(jù)流的裝置包括通信處理引擎，并且通過(guò)數(shù)據(jù)流視窗轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)流的裝置包括移位寄存器。
9、 一種包括多個(gè)連續(xù)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的系統(tǒng)，每一數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括接收一個(gè)或更多信息流的裝置以及通過(guò)數(shù)據(jù)流視窗轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)流的裝置，所述數(shù)據(jù)流視窗設(shè)有多個(gè)存取點(diǎn)可使多個(gè)處理機(jī)存取數(shù)據(jù)流的相應(yīng)部分，其中各個(gè)處理機(jī)同時(shí)處理數(shù)據(jù)流的相應(yīng)部分。
10、 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中多個(gè)數(shù)據(jù)流由一般共享邏輯電路處理，數(shù)據(jù)流內(nèi)容在處理周期中從存儲(chǔ)裝置獲取并在處理周期完成時(shí)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)裝置。
11、 如權(quán)利要求IO所述的系統(tǒng)，其中數(shù)據(jù)流緩沖器在處理前積累數(shù)據(jù)。
12、 如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中處理選自包括同步、分析、字段提取、數(shù)據(jù)操縱、輸出流合成及其組合。
13、 一種方法包括把一部分?jǐn)?shù)據(jù)流接收至流緩沖器，數(shù)據(jù)流的此部分包括與多個(gè)信道中的某個(gè)特定信道有關(guān)的數(shù)據(jù)；取得與數(shù)據(jù)流己接收部分有關(guān)的該某個(gè)特定信道的數(shù)據(jù)流內(nèi)容；以及使用該取得的內(nèi)容處理該某個(gè)信道的數(shù)據(jù)。
14、 如權(quán)利要求13所述的方法，其中上述內(nèi)容在接收數(shù)據(jù)流的下一部分時(shí)轉(zhuǎn)換。
15、 如權(quán)利要求14所述的方法，其中需處理的數(shù)據(jù)包括信道緩沖器內(nèi)所積累事件的指定數(shù)量。
16、 如權(quán)利要求15所述的方法，其中事件的指定數(shù)量可由各個(gè)信道動(dòng)態(tài)地確定。
17、 如權(quán)利要求15所述的方法，其中事件的指定數(shù)量以記憶體資源為基礎(chǔ)。
18、 如權(quán)利要求13所述的方法，其中多個(gè)信道中每個(gè)信道執(zhí)行多個(gè)協(xié)議中的一個(gè)協(xié)議。
19、 如權(quán)利要求18所述的方法，其中多個(gè)協(xié)議選自包括由Tl協(xié)議，El協(xié)議，Jl協(xié)議，T3協(xié)議，E3協(xié)議，S0NET5協(xié)議，SDH協(xié)議，以太網(wǎng)協(xié)議，GFP協(xié)議，HDLC協(xié)議，PPP協(xié)議，幀中繼協(xié)議，ATM協(xié)議，MLPPP協(xié)議，MLFR協(xié)議，MPLS協(xié)議，PWE3協(xié)議，IP協(xié)議，P0S協(xié)議，E0S協(xié)議，光纖通道協(xié)議，Token Ring協(xié)議，F(xiàn)DDI協(xié)議，SCSI協(xié)議，SAS協(xié)議，iSCSI協(xié)議，TCP協(xié)議，UDP協(xié)議，F(xiàn)ICON協(xié)議以及DSL協(xié)議。
全文摘要
一種處理超高數(shù)據(jù)速率數(shù)據(jù)流的系統(tǒng)及方法(見(jiàn)圖1，條目110)。本發(fā)明的實(shí)施例提供執(zhí)行數(shù)據(jù)流的各種操作的方法以從一個(gè)協(xié)議至另一個(gè)協(xié)議映射數(shù)據(jù)流，還提供了處理給定協(xié)議的多信道的方法(見(jiàn)圖1，條目115)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)流的一部分被接收到流緩沖器(stream buffer)(見(jiàn)圖1，條目105)。然后從接收到的這部分創(chuàng)建數(shù)據(jù)流視窗，該數(shù)據(jù)流視窗包含多個(gè)協(xié)議的數(shù)據(jù)(見(jiàn)圖1，條目115)。通過(guò)多個(gè)處理機(jī)中各個(gè)處理機(jī)存取同一協(xié)議數(shù)據(jù)的相應(yīng)部分。被存取數(shù)據(jù)在各個(gè)處理機(jī)上同時(shí)處理(見(jiàn)圖1，條目120)。
文檔編號(hào)G06F11/00GK101535959SQ200680038240
公開(kāi)日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2006年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月17日
發(fā)明者B·帕爾曼, M·德-里昂, Y·伯格, Y·克拉 申請(qǐng)人:西沃奇網(wǎng)絡(luò)有限公司