[发明专利]在交换控制电路中巨帧的控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种在交换控制电路中巨帧的控制系统及方法，该系统包括：描述优先级调度模块：根据调度策略，在多个优先级队列中挑选最先被调度的队列，把该队列的首个描述符地址提供给发送队列管理模块；发送队列管理模块：根据接收或发送数据，对描述符发送队列进行写或度操作，并且根据优先级信息，对各优先级队列进行链表式管理；缓存标签队列管理模块：通过存储在发送队列中的描述符所含的缓存标签，对每个数据帧所占用的缓存进行链表式管理；空闲队列管理模块：释放和回收发送队列表项和缓存标签表项的存储地址。本发明提高读写描述符和缓存标签的效率。

技术领域

本发明涉及一种应用于以太网协议的网络设备中的数据处理的网络数据通信技术，特别是涉及一种在交换控制电路中巨帧的控制系统及方法。

背景技术

随着以太网技术的日新月异，交换机的速率也从10Mbps、100Mbps到1Gbps、10Gbps甚至更高。起初IEEE认可的以太网标准的最大帧长度为1518字节，这一标准已经越来越成为数据传输效率的掣肘。巨帧(Jumbo Frame)，这是一种厂商标准的超长帧格式，专门为超过1Gbps的以太网而设计，长度各厂商有所不同，从9000字节～64000字节不等。采用巨帧能够使以太网传输数据性能充分发挥，是数据传输效率提高50％～100％。

在交换控制电路设计中，描述符管理有极其重要的作用，直接影响交换机的性能。它管理着帧存储地址和目的端口的映射关系以及高低优先级的出队列次序。以太网交换机的主要工作是存储转发，当数据帧经过PHY层、MAC层解析后，对MAC地址表进行查找，找到转发端口，产生相应的描述符派发到各个发送端口，描述符中记载着帧的各类信息。标准的二层帧结构和巨帧结构分别如图5和图6所示。

在描述符的设计中，若以256字节为一页为前提，在最长帧只支持1518字节的交换机中，设计一个描述符或一个扩展类型的描述符对应一个帧就能满足要求，而对于支持巨帧的设备，此种设计已不满足要求，单个描述符已不可能包含巨帧数据的所有页地址。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在交换控制电路中巨帧的控制系统及方法，是一种用两级链表实现的巨帧控制方法，通过两级链表对帧存储的控制，有效的解决了描述符与存储地址的映射关系，理论上可以扩展到巨帧甚至超巨帧。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种在交换控制电路中巨帧的控制系统，其特征在于，包括：

描述优先级调度模块：根据调度策略，在多个优先级队列中挑选最先被调度的队列，把该队列的首个描述符地址提供给发送队列管理模块；

发送队列管理模块：根据接收或发送数据，对描述符发送队列进行写或度操作，并且根据优先级信息，对各优先级队列进行链表式管理；

缓存标签队列管理模块：通过存储在发送队列中的描述符所含的缓存标签，对每个数据帧所占用的缓存进行链表式管理；

空闲队列管理模块：释放和回收发送队列表项和缓存标签表项的存储地址。

本发明还提供一种在交换控制电路中巨帧的控制方法，其特征在于，所述在交换控制电路中巨帧的控制方法包括以下步骤：

步骤一，寄存器堆模块存储系统工作所需要的配置和状态信息；

步骤二，千兆MAC模块实现千兆以太网数据链路层功能，完成MAC接口数据格式与数据总线数据格式之间的转换；

步骤三，通过数据总线，数据帧头由数据表管理模块进行学习、解析及老化，数据帧内容存储在数据缓存内；

步骤四，数据缓存模块对接收数据进行分配空闲内存，对发送数据进行释放数据内存；

步骤五，根据地址表管理模块提供的目的端口转发表生成多个对应端口的发送描述符，其中发送描述符根据QOS属性进入对应优先级队列排队；