CPCI總線的分布式系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用

基于這種報文存儲機制，我們定義幾種地址表來維護數(shù)據(jù)傳輸相關(guān)地址信息。系統(tǒng)板上維護有靜態(tài)的基址表，記載為每個卡槽上板卡預先分配的基址。所有板卡上都維護有板卡地址映射表和傳輸?shù)刂菲票怼０蹇ǖ刂酚成浔頌橐粋€結(jié)構(gòu)數(shù)組，數(shù)組中各項分別代表一個卡槽，里面包含板卡名稱、卡槽號、基址和地址范圍等地址信息以供數(shù)據(jù)傳輸時配置所用，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下：

typedefstruct_BUS_ADDR_MAPPING_INFO｛

charboard_name[BOARD_NAME_LENGTH];

intslot_number;

unsignedlongbase_addr;

unsignedlongrange;

｝BUS_AddrMapping_Info，＊P_BUS_AddrMapping_Info;

傳輸?shù)刂菲票頌橐粺o符號整型數(shù)組，用于記錄板卡間數(shù)據(jù)傳輸時各板卡的地址偏移，初值均為零，每次傳輸完畢，接收板卡的地址偏移就增加當次數(shù)據(jù)傳輸長度，當?shù)刂房臻g不足以存放即將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)時，則將偏移地址設(shè)為零，重新從區(qū)域起始處寫入。其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義如下：

u32current_offset_table[NUM_OF_SLOT]=｛0，0，0，0，0，0，0，0｝;

3.2數(shù)據(jù)傳輸實現(xiàn)

我們定義了一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)IPH（InternalPacketHeader），包含數(shù)據(jù)類型、長度、來源卡槽號等屬性，在傳輸數(shù)據(jù)前作為包頭對報文進行封裝，以便接收方解析包頭后能根據(jù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)類型區(qū)分處理。主要IPH類型有板卡配置信息，端口注冊信息，路由信息，未知數(shù)據(jù)類型等。定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)iph_attr區(qū)別不同IPH_info類型，位于數(shù)據(jù)包首，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下：

typedefstruct_IPH_ATTR｛

u32board_id;/＊fromwhichboard＊/

intiph_type;/＊datagramtype＊/

unsignedlonglength;/＊datagramlength（withoutIPH）＊/

｝IPH_ATTR，＊P_IPH_ATTR;

針對各種類型IPH信息又分別定義不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在數(shù)據(jù)包頭中依次存放于iph_attr結(jié)構(gòu)之后。

發(fā)送數(shù)據(jù)時，對數(shù)據(jù)進行IPH封裝，根據(jù)前述的板卡地址映射表選擇目的PCI地址，再調(diào)用總線接口函數(shù)完成數(shù)據(jù)傳輸。發(fā)送方通過寫接收板卡橋芯片的mailbox寄存器，將傳輸?shù)刂芳皵?shù)據(jù)長度信息通知接收方，產(chǎn)生中斷觸發(fā)接收。PLX橋芯片支持local總線對PCI總線的直接訪問，它有8個mailbox寄存器，前四個能產(chǎn)生中斷，每個mailbox32位，傳輸?shù)刂泛蛿?shù)據(jù)長度信息分別使用mailboxi和mailboxi+4配合工作，這樣接收方收到兩個參數(shù)時會產(chǎn)生一次中斷，進行數(shù)據(jù)接收[5]。這種機制使接收處理具有四個服務(wù)窗口，提高了系統(tǒng)吞吐量。

接收板卡PLX芯片的mailbox被寫入?yún)?shù)即產(chǎn)生本地中斷檢查“抽屜”，產(chǎn)生中斷前，數(shù)據(jù)實際上已被發(fā)到目標板卡上了。中斷服務(wù)程序為接收端維護一個數(shù)據(jù)隊列，它讀取mailbox中的信息，分析地址找到相應(yīng)數(shù)據(jù)并交由底半處理。底半解析數(shù)據(jù)包的IPH分辨數(shù)據(jù)類型，若為配置、端口、路由等信息則進行相應(yīng)配置，若為數(shù)據(jù)信息則進行處理或轉(zhuǎn)發(fā)。

綜上所述，系統(tǒng)通過“抽屜機制”和對幾種地址表的維護完成了各板卡之間PCI地址空間的映射，板卡將數(shù)據(jù)寫往映射地址空間即能通過總線將數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥繕税蹇ㄉ?，實現(xiàn)了板卡的跨總線內(nèi)存訪問;自定義IPH數(shù)據(jù)包頭來區(qū)分數(shù)據(jù)類型協(xié)助數(shù)據(jù)信息管理，完成了路由維護，轉(zhuǎn)發(fā)引擎的邏輯功能，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無干擾傳輸與有效通信管理。

4.總結(jié)及展望

本文作者創(chuàng)新點為：給出了一種基于CPCI的分布式系統(tǒng)設(shè)計，同時提出了基于“抽屜機制”的報文存儲機制和地址信息維護策略。文章所述的基于CPCI的分布式系統(tǒng)，可達到64bit總線寬度、264MB/s的峰值帶寬，系統(tǒng)中各主機能獨立完成數(shù)據(jù)處理及通信，能夠承載語音、數(shù)據(jù)多種業(yè)務(wù)，用戶還可通過用戶接入板與語音業(yè)務(wù)板所連的PSTN網(wǎng)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)板所連Internet進行數(shù)據(jù)通信，在通信、軍事等領(lǐng)域有著較大的應(yīng)用前景。為使本通信系統(tǒng)更具大規(guī)模實用價值，未來的工作包括：

（1）實現(xiàn)一套易操作的遠程管理系統(tǒng)，以便完成通信業(yè)務(wù)的監(jiān)控，調(diào)配;

（2）設(shè)計支持更多業(yè)務(wù)類型的CPCI接口板卡，如xDSL，H.264等;

（3）在外界干擾較大情況下，通過嚴格的性能測試以證明系統(tǒng)能夠滿足電信級的業(yè)務(wù)需求。