[发明专利]一种吉比特级SpaceWire路由器

说明书

本发明提供了一种吉比特级SpaceWire路由器，属于路由器技术领域。本发明实施例提供的吉比特级SpaceWire路由器，通过光纤接收外部收发器发送的串行编码后通过16B/20B编解码器将所述串行编码转换为并行数据，对所述并行数据进行协议处理后得到上行数据，所述上行数据进行数据转发后重新对所述并行数据进行协议处理得到下行数据，通过16B/20B编解码器将下行数据转换为串行数据，通过光纤将转换的串行数据发送给所述外部收发器，既提高了物理带宽上限，又使得一个时钟周期能够处理16位信息，达到了DS编码数据处理能力的16倍，实现最大数据传输率能够超过1Gbps。

技术领域

本发明涉及一种吉比特级SpaceWire路由器，属于航天器高速数据传输总线技术领域。

背景技术

SpaceWire是一种全双工、双向、串行、点到点的数据总线。在每个方向上都会有四根信号线(D+、D-、S+、S-)，在收发两个方向上总共是八根信号线。SpaceWire标准涉及到六个层次的内容，分别为：物理层、信号层、字符层、交换层、数据包层及网络层六层。其中，物理层涉及到电缆线、连接器等物理介质。信号层标准规定了信号电压电平、噪声容限及信号编码。信号层采用DS(Data-Strobe)编码。该编码通过两根信号线D和S能将时钟信号和数据信号一起传输。在接收端，时钟信号的恢复是将D信号和S信号相异或实现的。其他层规定了控制字符、数据字符的格式，流量控制以及数据包传输和路由转发等。

SpaceWire路由器的主要功能是对SpaceWire数据包进行路由转发。英国的Star-Dundee公司按照标准已经实现了SpaceWire Router IP(Intellectual Property)，并将该IP作为路由器产品在航天领域进行推广，目前处于市场主流地位。以Star-Dundee公司的SpaceWire Router IP为核心的路由器，通常包括端口数据收发模块、端口数据一级缓冲模块、端口协议处理模块、端口数据二级缓冲模块、目的端口仲裁模块及组路由寻址模块，其物理介质采用电缆，带宽一般只有几百兆，很难达到吉比特级；其次，DS编码在实质上是一路时钟带一路数据，如果数据传输率要超过1Gbps，则时钟周期要小于1ns，技术实现的难度很大，因此实际能达到的数据传输率只有200Mbps。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出了一种吉比特级SpaceWire路由器，使得一个时钟周期能够处理16位信息，达到了DS编码数据处理能力的16倍，实现最大数据传输率能够超过1Gbps。

为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

一种吉比特级SpaceWire路由器，包括端口数据收发模块、端口数据一级缓冲模块、端口协议处理模块、端口数据二级缓冲模块、目的端口仲裁模块及组路由寻址模块，所述端口数据收发模块：用于通过光纤接收外部收发器发送的串行编码后通过16B/20B编解码器将所述串行编码转换为并行数据，将所述并行数据发送给所述端口数据一级缓冲模块，所述并行数据包括16位数据和时钟；

所述端口数据一级缓冲模块将所述并行数据同步后发送给所述端口协议处理模块，所述端口协议处理模块用于对所述16位数据进行协议处理，得到并发送上行数据；

所述上行数据经所述端口数据二级缓冲模块、目的端口仲裁模块及组路由寻址模块路由转发后，得到目的数据，所述目的数据依次回到所述端口数据二级缓冲模块和端口协议处理模块，所述端口协议处理模块还用于对所述16位数据进行协议处理，得到并发送下行数据；

所述下行数据经所述端口数据一级缓冲模块同步后发送给所述端口数据收发模块，所述端口数据收发模块，还用于接收同步的下行数据，并通过所述16B/20B编解码器将接收到的所述同步的下行数据转换为串行数据，通过光纤将转换的串行数据发送给所述外部收发器。

在一可选实施例中，所述上行数据经所述端口数据二级缓冲模块、目的端口仲裁模块及组路由寻址模块路由转发后，得到目的数据，包括：