执行分组数据的直通转发的集成电路设备和方法技术

一种集成电路设备（105）包括直通转发模块（100）。所述直通转发模块（100）包括至少一个接收器组件（120），所述接收器组件被布置成接收要被转发的数据；以及至少一个发射器组件（130），所述发射器被布置成传送存储在至少一个发射器缓冲器（135）内的数据。所述直通转发模块（100）进一步包括至少一个定界符组件（150），所述定界符组件被布置成，一旦由所述至少一个接收器组件（120）接收到各自数据帧（410、420、430、440）的第一数目的数据元素（Y）（414、424、434、444），则在所述发射器缓冲器（135）内触发帧数据的传输，所述第一数目的数据元素（Y）包括第一预定义整数值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】执行分组数据的直通转发的集成电路设备和方法
本专利技术的领域涉及一种执行分组数据的直通转发的集成电路设备和方法。
技术介绍
在计算机联网领域中，直通转发，也被称为直通交换，是一种用于分组交换系统的交换方法，其中网络交换机在网络交换机接收到整个帧之前开始转发帧（或分组）。目标地址一被处理，则通常就执行这种转发操作。以这种方式，直通转发使得能够显著降低通过交换机的延迟。使用直通转发是分组导向的确定性自动化系统的重要特征。此外，这种系统的实现在工业市场中不断拓展，并且该项技术也日益渗透到家庭、医疗和汽车应用的解决方案。直通转发系统通常要求严格控制交换机的延迟（例如，在交换机接收到的数据和该数据随后被交换机传送（转发）之间的延迟）和抖动（例如，连续帧的传输之间的时间周期的方差）以便确保确定的行为和可伸缩性。通常，这种延迟/抖动要求在不同的直通“模式”之间（例如不同的分组交换协议之间）是不同的。例如，这种直通模式可能包括，例如以太网协议，诸如EtherCAT（控制自动化技术的以太网）、ProfiNET、EtherNet/IP、配电站自动化（IEC62439）、DLR（设备级环网技术）或IP业务的直通交换。对延迟和抖动的控制对于包括以太网帧等等的直通转发模式特别重要，其中帧不可预知地被间隔并且可以是秒间隔或紧接，这有别于比如具有可预知帧间隔的网络电话（VoIP）。为了使直通交换机在市场上更有竞争力，它必须能够在多个直通交换模块中支持这种确定性的行为和可伸缩性。常规上，延迟和抖动的紧密控制是由专用硬件块提供的，所述专用硬件块被布置成满足特定延迟和抖动要求。在单一的设备上使用这种专用硬件块导致了相对昂贵和不灵活的解决方案。特别是，为了使给定交换机能够满足不止一个直通模式的要求，每个直通转发模式就需要单独的专用硬件块，从而显著降低了交换机的成本、功耗以及对于交换机的不动产需求。
技术实现思路
如所附权利要求中所描述的，本专利技术提供了一种执行分组数据的直通转发的集成电路设备和方法。本专利技术的具体实施例在从属权利要求中被阐明。参照下文中描述的实施例，本专利技术的这些或其它方面将会很明显并且被阐述。附图说明参照附图，仅仅通过举例的方式，本专利技术的进一步细节、方面和实施例将被描述。在附图中，类似的参考数字被用于表示相同的或功能相似的元件。附图中的元件为了简单以及清晰而被图示，并且不一定按比例绘制。图1示出了直通转发模块的示例的简化方框图。图2示出了执行数据帧的直通转发的简化示例。图3示出了执行数据帧的直通转发的替代简化示例。图4示出了直通转发参数配置的示例。图5和图6示出了分组交换网络内的直通转发参数配置修改的简化示例。图7示出了一种执行分组数据的直通转发的方法的简化流程图。具体实施方式现在将参照直通转发模块的示例描述本专利技术的示例，诸如可以在分组交换系统中实现的直通转发模块。然而，本专利技术不限于参照附图所描述的特定直通转发模块体系结构，并且可以同样适用于替代体系结构。例如，对于所说明的示例，直通转发模块被说明为包括RISC（精简指令集计算机）复合体，其中该复合体包括被布置成给直通转发模块提供数据处理功能的多个RISC处理模块。然而，直通转发模块的数据处理功能可以同样以任何合适替代方式被实现。例如，数据处理功能可以由单一的RISC处理器、或由一个或多个CISC（复杂指令集计算机）处理模块、一个或多个数字信号处理器（DSP）等等提供。此外，将参照一些定界符实现的示例来描述本专利技术的示例。然而，本专利技术并不限于参照附图所描述的特定定界符体系结构，并且可以同样适用于替代体系结构。此外，由于本专利技术说明的示例实施例可能大部分是使用本领域所属技术人员所熟知的电子组件和电路被实现，所以细节不会在比上述所说明的认为有必要的程度大的任何程度上进行解释。对本专利技术基本概念的理解以及认识是为了不混淆或偏离本专利技术所教内容。现在参照图1，图1图示了直通转发模块100的示例的简化方框图，诸如可以被实现在分组交换系统（未示出）中。在所图示的示例中，直通转发模块100被实现在集成电路设备105内。直通转发模块100被布置成经由通常在110被说明的一个或多个输入通道上接收数据分组或“帧”，以及通过通常在115被图示的一个或多个输出通道上路由/转发接收到的数据帧。使用分组交换系统内的诸如图1中的直通转发模块100的直通转发交换使得能够降低分组交换系统内的延迟（例如，在源极设备传输数据和目标设备接收该数据之间的时间）。直通转发，也被称为直通交换，是一种用于分组交换系统的交换方法，其中网络交换机（诸如图1中的直通转发模块100）在已经接收到整个帧之前开始转发数据帧（或分组）；通常但不是唯一的，在目标地址被处理不久之后。以这种方式，直通转发通常使得能够显著降低通过每个交换机的延迟。例如图1的直通转发模块100的直通转发交换机的延迟通常被定义为直通转发模块100接收数据和直通转发模块100随后传送（即转发）该数据之间的时间。因此，通过等到直到在开始传输数据帧之前接收到完整帧，可以降低交换机的传输延迟。由于数据帧的传输在已接收到完整的数据帧之前就开始了，所以数据帧可以在传输期间传遍分组交换系统内的多个交换机。例如，考虑1000字节长的帧，以及包括诸如图1中的直通转发模块100的直通转发交换机的交换系统，其中该系统包括在接收了比如该帧的16字节之后开始传输（再传输）/转发数据帧。在端对端分组路由操作期间，该帧（理论上）可以中转超过60个直通转发交换机。因此，与在转发该整个帧之前每个交换设备接收到整个帧的系统进行比较，直通转发使得能够大大降低穿过系统的延迟。所图示的示例中的直通转发模块100包括一个或多个接收器组件120和一个或多个发射器组件130。每个接收器组件120包括接收（Rx）FIFO（先入先出）缓冲器125，其中接收到的数据存储在该缓冲器内。当‘B’字节数据块被接收器组件120接收的时候，接收器组件120被布置成对于要被处理的数据块生成请求，或提供某个其它指示。在所图示的示例中，已经为其生成的这种请求或其它指示的数据块然后被直通转发模块100的RISC复合体140内的一个或多个RISC处理器145处理。每个发射器组件130包括发射（Tx）FIFO缓冲器135，一旦数据块被处理，则它们可以被传输到该缓冲器。例如一旦对于该数据块设置了指示该数据块准备好传输的标志，或以其他方式触发传输，则然后可以通过对应的输出通道115传送（即，转发/路由）TxFIFO缓冲器135内的数据块。直通转发模块100进一步包括通常在150被图示的定界符组件。定界符150被布置成：一旦通过各自接收器组件120接收到第一Y字节的各自数据帧，则在TxFIFO缓冲器135内触发数据帧的传输，Y包括预定义整数值。以这种方式，通过在接收Y字节帧数据之后触发帧数据的传输，可以实现通过直通转发模块100的数据帧的开始的实质上绝对且确定性的延迟。这种延迟实质上仅仅取决于在触发传输之后的Y字节的数目以及各自传入通道110的数据速率。结果，实质上相同的一致的和确定性的延迟可以为数据流内的所有数据帧的开始而完成，其中该数据流通过直通转发模块100被转发。以这种方式，直通转发模块100可以向数据流引入实质上零抖动。不管帧大小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成电路设备（105），所述集成电路设备（105）包括直通转发模块（100），所述直通转发模块（100）包括至少一个接收器组件（120），所述接收器组件（120）被布置成接收要被转发的数据；以及至少一个发射器组件（130），所述发射器组件（130）被布置成传送存储在其至少一个发射器缓冲器（135）内的数据；其中所述直通转发模块（100）进一步包括至少一个定界符组件，所述定界符组件被布置成：一旦由所述至少一个接收器组件（120）接收到各自数据帧（410、420、430、440）的第一数目的数据元素（Y）（414、424、434、444），则触发在所述至少一个发射器缓冲器（135）内的帧数据的传输，所述第一数目的数据元素（Y）包括第一预定义整数值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种集成电路设备(105)，所述集成电路设备(105)包括直通转发模块(100)，所述直通转发模块(100)包括至少一个接收器组件(120)，所述接收器组件(120)被布置成接收要被转发的数据；以及至少一个发射器组件(130)，所述发射器组件(130)被布置成传送存储在其至少一个发射器缓冲器(135)内的数据；其中所述直通转发模块(100)进一步包括至少一个定界符组件，所述定界符组件操作地耦合在所述至少一个接收器组件(120)与所述至少一个发射器组件(130)之间，并且被布置成：一旦由所述至少一个接收器组件(120)接收到各自数据帧(410、420、430、440)的第一数目的数据元素(Y)(414、424、434、444)，则触发在所述至少一个发射器缓冲器(135)内的帧数据的传输，其中所述至少一个定界符组件(150)进一步被布置成：在触发帧数据的所述传输之前，传输第二数目的数据元素(X)(412、422、432、442)，所述第一数目的数据元素(Y)包括第一预定义整数值并且所述第二数目的数据元素包括第二预定义整数值。2.根据权利要求1所述的集成电路设备(105)，其中所述至少一个接收器组件(120)包括其中存储有接收到的数据的至少一个接收器缓冲器(125)。3.根据权利要求1所述的集成电路设备(105)，其中所述第二数目的数据元素(X)(412、422、432、442)小于或等于所述第一数目的数据元素(Y)(414、424、434、444)。4.根据权利要求2所述的集成电路设备(105)，其中所述至少一个定界符组件(150)被布置成：一旦由所述直通转发模块(100)从所述至少一个接收器缓冲器(125)到所述至少一个发射器缓冲器(135)接收到所述第二数目的数据元素(X)(412、422、432、442)，则在数据帧(410、420、430、440)的开始处传输所述第二数目的数据元素(X)(412、422、432、442)。5.根据任何前述权利要求所述的集成电路设备(105)，其中所述至少一个接收器组件(120)被布置成将接收到的数据分割成被单独处理并且随后被传送的数据的第三数目的数据元素(B)的块。6.根据权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：格拉哈姆·埃德米斯顿，
申请(专利权)人：飞思卡尔半导体公司，
类型：
国别省市：