[发明专利]基于PCIE的数据传输、处理、分发系统及其方法

说明书

技术领域

    本发明属于通信技术领域，具体涉及一种基于PCIE的数据传输、处理、分发系统及其方法。

背景技术

PCI Express，简称PCIE或称PCI-Ex, 是新一代的高速总线接口。早在2001年的春季“英特尔开发者论坛”上，英特尔公司就提出了要用新一代的技术取代PCI总线和多种芯片的内部连接，并称之为第三代I/O总线技术。随后在2001年底，包括Intel、AMD、DELL、IBM在内的20多家业界主导公司开始起草新技术的规范，并在2002年完成，对其正式命名为PCI Express。

PCI Express采用了目前业内流行的点对点串行连接，比起PCI以及更早期的计算机总线的共享并行架构，每个设备都有自己的专用连接，不需要向整个总线请求带宽，而且可以把数据传输率提高到一个很高的频率，达到PCI 所不能提供的高带宽。相对于传统PCI 总线在单一时间周期内只能实现单向传输，PCI Express的双单工连接能提供更高的传输速率和质量，它们之间的差异跟半双工和全双工类似。

尽管PCI Express的双单工连接能提供更高的传输速率和质量，但由于采用的是点对点串行连接，对于实时性要求较高的海量数据处理存在一定的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于PCIE的数据传输、处理、分发系统及其方法，突破海量数据获取、传输与交换、实时处理及海量数据固态存储等技术。

本发明所采用的技术方案是：

基于PCIE的数据传输、处理及分发系统，包括CPU板、PCIE交换板、多个处理板和接口板，其特征在于：

CPU板上设置有与前端输入设备进行TCP/UDP连接的10G网络接口模块，支持 2路10G网络输入；

CPU板上插有1块具备2个万兆光纤口的XMC万兆网模块，该模块通过8x PCIE连接到CPU板。

PCIE交换板，输入接CPU板；

PCIE交换板将CPU板输入数据，分发给多个处理板；处理之后的数据经由PCIE交换板，通过接口板输出。

接口板上设置有6路万兆网口，作为设备输出接口；

当处理板将数据处理完成后，通过PCIE交换板的PCIE交换芯片传送给接口板，由接口板的6路万兆网口将数据发出。

基于PCIE的数据传输、处理及分发方法，其特征在于：

包括以下步骤：

（1）输入：

通过CPU板上的10G网络接口模块与前端输入设备进行TCP/UDP连接，支持 2路10G网络输入；

CPU板上插1块XMC万兆网模块，该模块具备2个万兆光纤口，通过8x PCIE连接到CPU板，通过该模块，设备实现2通道万兆网口输入；

输入采用TCP/IP协议的网络传输；

（2）数据传输、交换、处理及分发：

对于CPU板输入的数据，经由PCIE交换板分发给不同的处理板，在处理板上进行处理；

（3）输出：

通过1块万兆网口接口板上的6路万兆网口，作为设备输出接口，当处理板将数据处理完成后，通过PCIE交换板的PCIE交换芯片传送给万兆网口接口板，由万兆网口接口板的6路万兆网口将数据发出。

接口板的6路万兆网口中的2路作为数据输入，另外4路作为数据输出。

数据输出之后增加SAN存储系统进行数据存储。

本发明具有以下优点：

本发明将CPU与FPGA结合使用， CPU板除了带有一块10G万兆网络模块，还支持与PCIE板卡的连接，完成从CPU到FPGA的数据传输。本发明最大可以达到12块处理板同时使用，PCIE交换板可以根据需要智能选用一块或多块处理板进行数据处理，支持对海量数据的智能处理。本发明支持多种数据处理算法，单板处理速度可达到3Gbps，集高速传输、交换、分发于一体；支持多种格式的数据输出，可以支持6路万兆网络输出，也可以选用2路PCIE光纤接口板进行数据输出；海量数据固态存储，可以支持 SAN存储系统。具体具有以下优势：

1、支持数据的多种输入方式：10G以太网2路，光纤接口2路；

2、输出接口： 10G以太网接口6路；光纤接口12路；

3、数据交换带宽：点对点20Gbps，交换容量200Gbps；

4、处理板数据处理能力：单板可以满足3Gbps实时处理；

5、支持各种数据处理算法（如信息安全处理、云判、目标识别等）；

6、自动化任务管理、系统资源动态配置。