一种万兆以太网与RapidIO网络转换控制系统及方法与流程

本发明属于嵌入式计算机技术领域，具体涉及一种万兆以太网与rapidio网络转换控制系统及方法。

背景技术：

随着嵌入式计算机技术的发展，连接网络的互联设备也得到了广泛的应用，互联设备作为网络的核心，其性能情况直接影响着网络的规模，随着信息化、智能化、网络化的发展，嵌入式计算技术在工业控制、环境工程、信息家电和个人移动数据处理等诸多领域发挥巨大的作用。

万兆以太网作为一种高速以太网接口被广泛应用，其能提供10gbps的以太网超大带宽，实现长距离传输，并且可以有效实现网络上大数据量汇聚和链路聚合，大多数设计人员都很熟悉基本的以太网协议特征，以太网数据以数据包的方式传送，在以太网物理层建立协议。

嵌入式设备为了适应网络发展的需要，必然要求硬件上提供各种网络通信的接口，rapidio是由motorola和mercury等公司率先倡导的一种高性能、低引脚、基于数据包交换的互联体系结构，是为了满足高性能嵌入式系统需求而设计的一种开放式互连技术标准。为了实现数据的高速通信，采用串行rapidio高速总线和万兆以太网两种协议分别作为数据交换网络,因此,面临两种协议之间的实时数据转换问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于，针对上述两种协议之间的实时数据转换问题，提供设计一种万兆以太网与rapidio网络转换控制系统及方法。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种万兆以太网与rapidio网络转换控制系统，其特征在于，包括fpga逻辑处理器，所述fpga逻辑处理器连接有rapidio接口模块和万兆以太网接口模块；

所述fpga逻辑处理器包括rapidio处理模组和万兆以太网处理模组；

其中，rapidio处理模组包括信息处理模块，所述信息处理模块连接有fifo模块、第一存储器、信息模块和fifo响应模块，所述fifo模块连接rapidio接收控制模块，rapidio接收控制模块连接rapidio接口模块，所述fifo响应模块连接rapidio发送模块，所述第一存储器连接万兆以太网发送模块；

万兆以太网处理模组包括第二存储器，所述第二存储器连接有万兆以太网接收控制模块、地址fifo模块、命令控制模块和rapidio发送模块，所述地址fifo模块连接命令控制模块和万兆以太网接收控制模块，所述万兆以太网接收控制模块连接万兆以太网接口模块。

fpga逻辑处理器用于接收万兆以太网的数据包转换为rapidio邮箱消息和接收rapidio邮箱消息转换为以太网包。

命令控制模块包括验证模块，验证模块用于对rapidio邮箱消息状态进行验证。

所述信息模块包括信息控制模块和邮箱模块，邮箱模块用于邮箱匹配以及产生超时信号。

一种万兆以太网与rapidio网络转换控制方法，其特征在于，包括rapidio邮箱消息转换为以太网包的控制方法和万兆以太网的数据包转换为rapidio邮箱消息的控制方法；

rapidio邮箱消息转换为以太网包的控制方法，具体步骤如下：

步骤r1：rapidio接收控制模块接收rapidio邮箱消息包，根据rapidio协议将rapidio邮箱消息包进行拆分，将拆分后的数据传到fifo模块；

步骤r2：信息处理模块取fifo模块中的数据，并对获取的数据进行处理分类，若接收到rapidio邮箱消息，执行步骤3，若接收到rapidio接口模块返回的响应数据，则将响应数据传到fifo响应模块，以备rapidio发送模块进行提取发送；

步骤r3：信息模块接收信息处理模块传送的邮箱消息进行整合处理并将处理后的邮箱数据返还到信息处理模块；

步骤r4：信息处理模块将接收完成的邮箱数据传到第一存储器组成新的以太网包，并通过万兆以太网发送模块发送出去；

万兆以太网的数据包转换为rapidio邮箱消息的控制方法，具体步骤如下：

步骤w1：万兆以太网接收控制模块接收以太网包，根据rapidio邮箱消息机制将接收到的以太网包拆分，将拆分后的数据送入第二存储器；

步骤w2：命令控制模块控制将数据信息传到rapidio发送模块。

步骤r3中，所述信息模块包括信息控制模块和邮箱模块，信息模块接收信息处理模块传送的邮箱消息时，由信息控制模块进行处理计算出邮箱数据的存储地址并将邮箱数据存到第一存储器，信息控制模块通过比对消息长度msglen与分段号msgseg进行确认，当两者相同时，表示当前消息接收完毕。

步骤w1中，万兆以太网接收控制模块从地址fifo模块中获取mac地址与邮箱号的绑定关系并且根据绑定关系将拆分后的数据送入第二存储器。

rapidio邮箱消息发送状态通过验证模块进行确认，发送状态包括发送成功、发送失败、发送超时。

验证模块确认发送成功，则该消息不再重发，发送超时或发送失败则通过命令控制模块控制重新发送。

rapidio邮箱消息的索引存储在第二存储器中，若发现rapidio总线返回重传请求或者超时信号时，命令控制模块控制在rapidio总线空闲时重新发送消息，避免重传时丢失数据。

本发明的有益效果在于，本发明设计了一种万兆以太网与rapidio网络转换控制系统，本系统采用硬件设计数据传输通道，实现数据的实时高速传输，实现rapidio总线与万兆以太网两种协议之间的实时数据转换。

此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。

由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著地进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

图1为一种万兆以太网与rapidio网络转换控制系统结构框图。

图2为一种万兆以太网与rapidio网络转换控制系统中rapidio处理模组结构框图。

图3为一种万兆以太网与rapidio网络转换控制系统中万兆以太网处理模组结构框图。

其中，1-fpga逻辑处理器，2-rapidio处理模组，3-万兆以太网处理模组，4-rapidio接口模块，5-万兆以太网接口模块，6-rapidio接收控制模块，7-fifo模块，8-信息处理模块，9-第一存储器，10-信息模块，11-fifo响应模块，12-rapidio发送模块，13-万兆以太网发送模块，14-万兆以太网接收控制模块，15-地址fifo模块，16-命令控制模块，17-验证模块，18-第二存储器。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本发明进行详细阐述，以下实施例是对本发明的解释，而本发明并不局限于以下实施方式。

如图1所示，本实施例提供的一种万兆以太网与rapidio网络转换控制系统，包括fpga逻辑处理器1，所述fpga逻辑处理器1连接有rapidio接口模块4和万兆以太网接口模块5；

所述fpga逻辑处理器1包括rapidio处理模组2和万兆以太网处理模组3；

如图2所示，rapidio处理模组2包括信息处理模块8，所述信息处理模块8连接有fifo模块7、第一存储器9、信息模块10和fifo响应模块11，所述fifo模块7连接rapidio接收控制模块6，rapidio接收控制模块6连接rapidio接口模块4，所述fifo响应模块11连接rapidio发送模块12，所述第一存储器9连接万兆以太网发送模块13；

如图3所示，万兆以太网处理模组3包括第二存储器18，所述第二存储器18连接有万兆以太网接收控制模块14、地址fifo模块15、命令控制模块16和rapidio发送模块12，所述地址fifo模块15连接命令控制模块16和万兆以太网接收控制模块14，所述万兆以太网接收控制模块14连接万兆以太网接口模块5。

fpga逻辑处理器1用于接收万兆以太网的数据包转换为rapidio邮箱消息和接收rapidio邮箱消息转换为以太网包。

命令控制模块16包括验证模块17，验证模块17用于对rapidio邮箱消息状态进行验证。

所述信息模块10包括信息控制模块和邮箱模块，邮箱模块用于邮箱匹配以及产生超时信号。

一种万兆以太网与rapidio网络转换控制方法，包括rapidio邮箱消息转换为以太网包的控制方法和万兆以太网的数据包转换为rapidio邮箱消息的控制方法；

rapidio邮箱消息转换为以太网包的控制方法，具体步骤如下：

步骤r1：rapidio接收控制模块6接收rapidio邮箱消息包，根据rapidio协议将rapidio邮箱消息包进行拆分，将拆分后的数据传到fifo模块7；

步骤r2：信息处理模块8取fifo模块7中的数据，并对获取的数据进行处理分类，若接收到rapidio邮箱消息，执行步骤3，若接收到rapidio接口模块4返回的响应数据，则将响应数据传到fifo响应模块11，以备rapidio发送模块12进行提取发送；

步骤r3：信息模块10接收信息处理模块8传送的邮箱消息进行整合处理并将处理后的邮箱数据返还到信息处理模块8；

步骤r4：信息处理模块8将接收完成的邮箱数据传到第一存储器9组成以太网包，并通过万兆以太网发送模块13发送出去；

万兆以太网的数据包转换为rapidio邮箱消息的控制方法，具体步骤如下：

步骤w1：万兆以太网接收控制模块14接收以太网包，根据rapidio邮箱消息机制将接收到的以太网包拆分，将拆分后的数据送入第二存储器18；

步骤w2：命令控制模块16控制将数据信息传到rapidio发送模块12。

步骤r3中，所述信息模块10包括信息控制模块和邮箱模块，信息模块10接收信息处理模块8传送的邮箱消息时，由信息控制模块8进行处理计算出邮箱数据的存储地址并将邮箱数据存到第一存储器9，信息控制模块通过比对消息长度msglen与分段号msgseg进行确认，当两者相同时，表示当前消息接收完毕。

步骤w1中，万兆以太网接收控制模块14从地址fifo模块15中获取mac地址与邮箱号的绑定关系并且根据绑定关系将拆分后的数据送入第二存储器18。

rapidio邮箱消息发送状态通过验证模块进行确认，发送状态包括发送成功、发送失败、发送超时。

验证模块确认发送成功，则该消息不再重发，发送超时或发送失败则通过命令控制模块控制重新发送。

rapidio邮箱消息的索引存储在第二存储器18中，若发现rapidio总线返回重传请求或者超时信号时，命令控制模块16控制在rapidio总线空闲时重新发送消息，避免重传时丢失数据。

以上公开的仅为本发明的优选实施方式，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化，以及在不脱离本发明原理前提下所作的若干改进和润饰，都应落在本发明的保护范围内。