[发明专利]一种支持多个FC-AE-1553节点并行工作的节点卡及其实现方法

权利要求书

1.一种支持多个FC-AE-1553节点并行工作的节点卡，包括光模块，其特征在于，还包括支持PCI-E总线接口并与光模块连接的FPGA，节点卡内集成有1个NC节点和k个NT节点，且k+1个FC-AE-1553节点可独立地并行工作，所述k 为大于等于1的整数；

所述节点卡通过PCI-E总线接口与计算机主机通信，计算机主机内安装有驱动和应用软件，FPGA连接应用软件和光模块；其中：

驱动，用于为节点卡内的NC节点和k个NT节点均分配一个独立的缓存空间，每个节点被分配的缓存空间包括发送数据缓存、接收数据缓存、会话描述符缓存和会话描述符指针缓存，其中：

发送数据缓存，用于封装帧时填充帧的Payload数据；

接收数据缓存，用于接收处理帧时存储帧的Payload数据；

会话描述符缓存，用于存储每个会话的会话描述符：应用软件每生成一次会话，将该会话的会话描述符填入NC节点的会话描述符缓存，通知NC会话状态机读取会话描述符并开启会话；NC会话状态机或NT会话状态机完成一次会话后，生成当前会话的会话描述符并写入对应节点的会话描述符缓存；每个节点均拥有一套用于判断会话是否完成并且应用软件及FPGA均已知的会话描述符读写指针，会话描述符读写指针包括会话描述符写指针和会话描述符读指针；应用软件生成的会话描述符由会话模式、D_ID、发送数据量/接收数据量、数据在缓存存放的起始地址组成；NC会话状态机或NT会话状态机生成的会话描述符由数据在缓存存放的起始地址、发送数据量/接收数据量、OX_ID和会话状态信息组成；

会话描述符指针缓存：用于存放NC节点和k个NT节点完成会话后更新的会话描述符写指针，以通知应用软件当前会话已完成；

应用软件，用于生成会话时将待发送数据和会话描述符放入驱动缓存、会话结束后从驱动缓存中提取会话数据和会话描述符。

2.根据权利要求1所述的一种支持多个FC-AE-1553节点并行工作的节点卡，其特征在于，所述FPGA包括FC-AE-1553会话状态机、读写请求调度模块、PCI-E接口模块、寄存器模块、完成报文处理模块、帧发送调度模块、帧接收处理模块、帧发送FIFO、帧接收FIFO、光纤通道收发模块，其中：

FC-AE-1553会话状态机，包括用于实现NC节点功能的NC会话状态机和用于实现NT节点功能的NT会话状态机，用于开启会话时读取会话描述符、帧封装发送与接收处理、完成会话时生成并存储会话描述符，其中，帧包括命令帧、数据帧和状态帧；

读写请求调度模块，用于轮询调度来自NC会话状态机和NT1~NTk会话状态机的存储器读请求和存储器写请求，仲裁出一个存储器读请求或存储器写请求作为当前服务的请求，并通知PCI-E接口模块将仲裁出的请求组成对应的TLP报文送往PCI-E总线；

PCI-E接口模块，用于为读写请求调度模块轮询仲裁出的存储器读请求或存储器写请求组建对应的存储器读请求TLP报文或存储器写请求TLP报文，并将组成的存储器读请求TLP报文或存储器写请求TLP报文送往PCI-E总线，同时，PCI-E接口模块从PCI-E总线提取完成报文送往完成报文处理模块；

寄存器模块，用于存储应用软件可配置的寄存器，包括NC节点和NT节点的FC_ID和若干个组播FC_ID构成的FC_ID路由表、NC节点开启会话的会话描述符写指针、NC节点和NT节点各自缓存空间中的各类缓存的基地址、NC会话状态机的工作模式；

完成报文处理模块，用于将PCI-E接口模块送来的完成报文送往对应的NC会话状态机或NT会话状态机；

帧发送调度模块，用于从NC会话状态机和k个NT会话状态机的帧发送FIFO中轮询仲裁出一个作为当前服务的FIFO，并从该FIFO中读取一帧送往光纤通道收发模块；

帧接收处理模块，用于存储应用软件配置的NC节点和k个NT节点的FC_ID和若干个组播FC_ID构成的FC_ID路由表，以及在每接收到一帧后，根据该帧的D_ID查询FC_ID路由表，将此帧写入对应的某个节点的帧接收FIFO或者复制写入多个节点的帧接收FIFO；其中，FC_ID路由表由FC_ID及k+1位路由组成，k+1位路由从高到低分别表示是否要将当前接收帧送往NC节点或NT1~NTk节点的帧接收FIFO中；当NC会话状态机处于监控模式时，当前帧除了会被帧接收处理模块写入对应节点的帧接收FIFO外，还会复制一份写入NC节点的帧接收FIFO中；当NC会话状态机处于非监控模式时，若当前帧的D_ID不在FC_ID路由表内，则帧接收处理模块丢弃该帧；

帧发送FIFO：用于存储NC会话状态机或NT会话状态机发送的帧，每个节点的会话状态机均对应有一个帧发送FIFO；

帧接收FIFO：用于存储帧接收处理模块接收的帧，每个节点的会话状态机均对应有一个帧接收FIFO；

光纤通道收发模块：用于实现数据的串/并转换、8b/10b编解码和位宽变换。