تشانغ تشى يو 1، Xuyao بن 1، 2 Caoji يينغ، تاكاو 1

(1. كلية الأتمتة وهندسة المعلومات، جامعة شيان للتكنولوجيا، وشيان 710048، الصين؛ 2. كلية هندسة المعلومات، جامعة شينتشين، وشيان 710064)

: مع التطور السريع للتكنولوجيا الشبكة، FC مفاتيح لتحليل بروتوكول الشبكة، موقع الخطأ وهلم جرا التحديات الجديدة. وكان أول من اقترح على أساس FC بروتوكول منفذ تبديل رقائق معالجة رصد (مراقب المنفذ، MT) أعمال لينة الأساسية؛ ومن ثم مراقبة الموانئ صمم الأساسية لينة وتنفيذها؛ وأخيرا وظيفة ميناء MT في منصة المحاكاة الافتراضية وFPGA منصة التحقق ومحاكاة الأداء والاختبار، على التوالي. وأظهرت النتائج أن هذا النموذج الجديد لا يمكن أن تستخدم إلا لذكاء شبكة رصد رصد واستكشاف الأخطاء وإصلاحها، ويمكن استخدامها لإحصاءات حركة المرور.

: FC التبديل، وميناء MT، المحاكاة الافتراضية، التحقق FPGA

: كود TN47 الوثيقة: ADOI: 10.19358 / j.issn.1674-7720.2016.24.011

شكل إشارة : Zhangzhi يو، Xuyao بن، Caoji يينغ، تصميم وتنفيذ آخرين التبديل FC رقاقة ميناء لينة النواة MT [J] ITS APPLICATIONS، 2016،35 (24): 36-39.

0 مقدمة

المجموعة X3T11 أمريكا المعهد الوطني للمعايير العمل في عام 1988 لوضع بروتوكولات عالية السرعة التسلسلي الاتصالات - القنوات الليفية (قناة ليفية، FC) بروتوكول [1]. في عام 1997، تم نشر معيار بروتوكول القنوات الليفية أولا، سرعة 1 جيجابت / ثانية، وقد وضعت الآن إلى الجيل السادس من سرعة 32 جيجابت / ثانية. قناة الألياف لديه عرض النطاق الترددي العالي، وموثوقية عالية، وبراعة وبعد الاتصال وذلك [2]. يتم تطبيق قناة الألياف أساسا في مجالين، شبكة منطقة التخزين واحدة، والثانية، والبيئة الكترونيات الطيران. في علماء الحالي، المحليين والأجانب التحول خوارزميات جدولة النسيج وفعلت الكثير من الأبحاث، وفقا لأساليب البحث المختلفة، وتبادل ككل يمكن تقسيمها إلى التحليل النظري البحت والكشف عن مجريات الأمور بسرعة جدولة الخوارزمية هيكل جدولة الخوارزمية.

ويركز التحليل النظري البحت على الأساس النظري لخوارزميات الجدولة، مثل الإنتاجية، الكمون، وجودة الأداء وضمان الخدمة. العلماء الأجانب باستخدام عالية الأداء التحويل والتوجيه الأساسية لضمان معدل وتأخير معين، ويتم تنفيذ هذه الخوارزمية بالتوازي على منافذ الإدخال والإخراج من تحجيم [3]. وقد اقترح العلماء المحلي بمعدل مضمونة من خوارزمية جدولة عالية الأولوية [4].

سريع جدولة الخوارزمية خوارزمية الكشف عن مجريات الأمور لتنفيذ الأجهزة السهل، ورحيل الرئيسي من عملية عبور على مخبأ صغير وفعالة ومنخفضة التعقيد، وسهلة لتنفيذ أداء الأجهزة حيث أن مؤشر التقييم. كارفاخال G آخرون المقترحة لإضافة طبقة في الوقت الحقيقي على الجزء العلوي من طبقة وصلة البيانات لدعم EDF (يرجع أقدم الموعد النهائي الأولى) آلية جدولة، دون حزم البيانات في الوقت الحقيقي وفقا لبنية بروتوكول الإيثرنت القياسية لنقل جدولة الوقت الحقيقي في مرور [5].

مفتاح رقاقة العمارة 1FC

FC مفتاح رقاقة متكاملة على رقاقة جزءا لا يتجزأ من المعالج، ويمكن أن توفر منافذ بطاقات متعدد الخطوط والموانئ لتبادل البيانات بين MT، ويشمل MAC تحكم FC، الموارد رقاقة الموقت وغيرها، وID نطاق التبديل التعرف على واجهة، وصلة واجهة إشارة حالة متعدد طريقة ثنائية الاتجاه عالية السرعة SerDes معدل متعددة واجهة تسلسلية. مفتاح رقاقة FC المستخدمة في إنجاز عالية السرعة FC دون عوائق شبكة التبديل، وبيانات الرصد، تكوين الاتصال، تزامن ساعة وظائف إدارة الشبكة. قد يتم بناؤها في الشريحة باستخدام شبكة تحولت FC-القناة الليفية بسهولة، نفذت بسرعة كأساس لقناة الألياف بين النظام الفرعي مهمة عالية السرعة التواصل. FC مفتاح رقاقة العمارة هو مبين في الشكل (1).

2، ومراقبة التبديل رقاقة تشمل ما يلي:

(1) لدعم وظيفة مراقبة ميناء إدخال البيانات.

(2) لدعم وظيفة الرصد من منفذ إخراج البيانات؛

بيانات وظيفة (3) تدعم حقل خاص من الإطار الذي يحتوي على الرصد؛ 1FC مفتاح رقاقة بنية FIG.

(4) بين العقدة الارسال دعم إطار إدارة الشبكة وظيفة (CPU) مع.

(5) دعم الرصد، على الانترنت دينامية تحميل التوجيه المخطط، لاستكمال السجل التكوين المناظرة داخل الرقاقة.

MT منفذ تبديل يعمل 2FC

MT FC رقاقة منفذ التبديل وحدة تتألف من وحدات الفرعية التالية: بيانات الرصد عازلة وحدة التحكم الكتابة، وحدة المعلومات ID السيطرة الاستعلام، ومراقبة المخزن المؤقت للبيانات، وحدة جدولة بيانات الرصد والمراقبة وحدة التحكم نقل البيانات، وعقدة إدارة شبكة وحدة معالجة البيانات نقل عقدة إدارة الشبكة تتلقى وحدة معالجة البيانات. وهو يعمل كما هو مبين في الشكل.

MT حدة المنفذ متصلة منافذ بطاقات خط وعقدة إدارة الشبكة. ميناء MT يمكن أن تحصل فقط سلبي إطارات البيانات من منفذ بطاقة خط، ومساهمة في وضع مراقبة لرصد ومراقبة وID معلومات مراقبة الانتاج. العقدة إدارة الشبكة يمكن توجيه الإطارات من ميناء عقدة إدارة الشبكة التواصل مع بعضهم البعض وMT، ميناء MT، أو تلقى ELS إطار يتم توجيهها إلى عقدة إدارة الشبكة. تم إدراج مستوى التكوين في بعض الأحيان في السجل، ووضع مراقبة ID المعلومات وظائف التكوين العازلة.

3FC MT التبديل تصميم الميناء وتنفيذ

MT FC تصميم تصميم منفذ تبديل تضم ID المعلومات الاستعلام وحدة التحكم ورصد البيانات العازلة تصميم وحدة التحكم الكتابة، وجدولة تصميم وحدة رصد البيانات ورصد مراقبة نقل البيانات تصميم وحدة، شبكة العقدة إدارة نقل البيانات وحدة معالجة وإدارة الشبكة عقدة تصميم وتجهيز استقبال البيانات تصميم وحدة. وسيتم وصف كل تصميم الوحدة الفرعية في التفاصيل.

3.1 ديزاين حدة معلومات التحكم الاستعلام

والفكرة هي لتصميم ID حدة الانتاج من المعلومات إطار ميناء خاص F الى طاولة CAM، للتحقق من صحة المعلومات ID. وفي الوقت نفسه، نتيجة معلومات صحيحة جدول CAM ID بحث مقارنة مع قيمة عدد من المعلومات ميناء سجلات MT، فإنه يحدد صلاحية إطارات رصدها.

3.2 بيانات الرصد عازلة تصميم وحدة التحكم الكتابة

أفكار تصميم الوحدة هي طريقة الرصد، وجدول زمني لإعدادات يمكن أن يكون إشارة ذات الصلة، من تحويل ميناء F MAC ميناء إشارة العميل توقيت لمعيار واجهة توقيت FIFO، في حين أن الإدراج إطارات توقيت أو توليد إطار خاص طلب الاستعلام عن معلومات ID غيرها من العمليات.

تم تصميم هذه الوحدة لتجهيز استقبال إطار جهاز الدولة FC، محتويات الإطار تلقت والإطار إشارة تحديد إطار معالجة عملية المقابلة، وإخراج إطار معالجتها لمنطقة عازلة المقابلة، آلة 4 حالته في FIG. العروض.

3.3 تصميم رصد وحدة جدولة البيانات

وحدة جدولة الأدوات بيانات جدولة الأولويات بين الإطار بيانات الطلب الناتج من الموانئ بطاقة خط FC وعقدة إدارة الشبكات، وتصميم FIG 6 الاقتراع المعلومات ذات الأولوية جدولة ID على أساس رصد محاكاة الموجي.

الإطار منفذ إخراج الأولوية جدولة الموانئ بطاقة خط 7MT FPGA الإنترنت بيئة التحقق وعقدة إدارة الشبكة لاستكمال آلة الدولة من FIG. آلة الدولة البيانات وحدة جدولة هو مبين في الشكل. 5. آلة الدولة لديها N + 3 دول، دولة وهي الخمول، الدولة ~ P_N + 1 P_0 الدولة، الدولة P_0 ~ P_N المقابلة لN + 1 خط منافذ بطاقات، P_N + 1 المقابلة لعقدة إدارة شبكة قناة.

مراقبة نقل البيانات وحدة التحكم 3.4 تصميم

MT MAC الأدوات حدة المنفذ نقل إطار إشارة بيانات التحكم في واجهة FIFO لبيانات جهاز العرض في FIFO هو واجهة العميل نقل توقيت MAC، يرسل الإطار إلى ميناء MAC في MT.

وحدة المعالجة إطار ميناء انتقال تصميم 3.5MT

إدارة عقدة شبكة MT إلى ميناء ينقل وحدة المعالجة إطار بيانات اكتمال عملية تخزين إلى أن تنتقل من عقدة إدارة الشبكة من الإطار البيانات.

3.6MT إطار ميناء تصاميم وحدة المعالجة الاستقبال

MT إطار ميناء تلقي وحدة التحكم لتصفية إطار البيانات وظيفة التخزين الاستقبال، ويمكن تحديد وتشير إلى غير ELS إطار إسقاط وما شابه. هذا وظائف وحدة للرقابة إطارات MT ELS عن طريق ميناء وردت، وفقا لإطار الواردة ومحتوى إطار إشارة نوع الهوية، والإطار البيانات في المخزن المؤقت أو تجاهل (غير ELS الإطارات) المناسب.

MT التبديل 4FC محاكاة الميناء

ميناء 4.1MT منصة افتراضية محاكاة

نظرا لضيق المساحة، إلا أن سيناريوهات محاكاة افتراضية رصد الموجي للحصول على معلومات ID لتحليل أوضح.

العقدة إدارة الشبكة تكوين لمراقبة قيمة 0x3 وضع السجل، كما أعرب عن طريقة الرصد معلومات ID، الجدول تكوين قيم الحقول CAM الخاصة التي يتعين رصدها. منفذ الإدخال إلى مختلف بطاقة خط إطار FC، يمكن أن يقابل محتوى الإطار إلى حقل معين و، لا يمكن أن لا تكون مطابقة ل. نتائج المحاكاة هو مبين في الشكل 6.

CAM تكوين الجدول رأى من FIG 6 هو حقل خاص الأخير هو 0x100، كما يتم تضمين ميناء MT مراقبة إطار البيانات إلى معلومات ميدانية محددة.

4.2FC MT منفذ التبديل منصة التحقق FPGA

4.2.1FPGA البيئة منصة التحقق

FPGA مجلس النماذج هو جوهر نظام النماذج، FC رقاقة بروتوكول تبديل النماذج المجلس لاستكمال اختبار رقاقة التحقق FPGA النموذج تبديل جميع الوظائف الأساسية ووظائف النظام. مفتاح رقاقة نظام التكامل رمز مستوى RTL، الأدوات FPGA التوليف والتنفيذ وتحميلها إلى شرائح FPGA، وتحقيق الوظيفة الحقيقية للرقاقة التبديل. هذا المنفذ دراسة MT FPGA بناء منصة تحقق بيئة كما هو مبين في الشكل.

4.2.2FPGA منصة التحقق اختبار

Finisar الوصول اختبار MT على منفذ وصلة الألياف إلى FC إطار تنتقل عن رصد وصلة الألياف البصرية. بعد خط الروابط الألياف البصرية، في Finisar اختبار قد تحليل حزم البيانات التي تم التقاطها، وتحليل النتائج هو مبين في الشكل.

8 عروض شاشة MT في المعلومات ID المنفذ من طريقة الرصد إلى بطاقة خط إرسالها إلى ميناء 0 بيانات الموانئ بطاقة خط 1، حيث قيم التكوين الجدول CAM من 16'h1 إلى 16'h100 ومنطقية عمق تصميم الجدول CAM 256 . الإطار هو 4 MSGID ينتمون مراقبة مجموعة، فمن الممكن رصد دقيق لميناء MT. حقل نوع هو 0x49 والميدان CSCTL هو 0x04، مشيرا إلى أن الإطار هو ASM الإطار والأولوية 4. بيانات قيمة المعلومات طول 16'h5F3، عند تحويلها إلى قيمة عشرية من 1523، مشيرا إلى أن الإطار يتم رصد إطار MT طويلة.

وضع الإدخال رصد البيانات هو منفذ MT فقط لمراقبة منفذ بطاقة الخط، ووضع المعلومات رصد ID هو إدخال البيانات الخاصة وضع الشاشة، والمعلومات الحساسة إلى ميناء بطاقة خط لإدخال البيانات وتكوين الجدول CAM هو التحكم في الوصول MSGID، طالما الجدول CAM التي تطابق الاستعلام بنجاح، سيتم عكس الإطار إلى MT الميناء. النتائج من العروض التحليل أعلاه، MT غير قادرة على التحقق من لوحة ميناء في FPGA النماذج العمل بشكل صحيح.

4.2.3 إحصاءات رصد حركة المرور

FC الإطار هو الحد الأدنى إطار 9 حقول، وهي أطول الحقل إطار 537، والتي الحقل يساوي 14 B، البيانات FC المقابلة لمجموعة من 36 B ~ 2148 B. لتسهيل رصد حركة المرور الإحصائي، التحقق الميداني FC 256 يأخذ طول الإطار، أي 1 كيلو بايت من البيانات. يفترض FC معدل الارتباط من 2 جيجابت / ثانية، أي عرض النطاق الترددي من 2 جيجابايت / ثانية، عندما يجب أن يكون المستخدم الحصري حركة المرور عرض النطاق الترددي 200 MB / ثانية. وتحسب على النحو التالي:

معدل التدفق = عرض النطاق الترددي 1000 0.8 / 8

حيث عامل عرض النطاق الترددي المشفرة من 0.88B / 10B كفاءة التحويل، إذا كانت البيانات 8 بت، بعد 8B / 10B ترميز البيانات إلى تمديد بيانات 10 بت، ومعدل استخدام عرض النطاق الترددي من 80. 8 تمثل يتم تحويل عامل تحويل البيانات 8 بت إلى 1 البيانات B.

هنا أعلى المستعمل الحصري حركة المرور عرض النطاق الترددي ل212.5 MB / S، جعل الازدواج الكامل اختبارات معدل الصحيح على منصة FPGA، حيث ميناء حقن لبيانات البطاقة خط يحتوي حقل البيانات إطار خاص، كما هو مبين في الجدول رقم 1 .

نظرا لنقل البيانات خاص التالي، فريدة من نوعها بطاقة خط مدخل الميناء، ميناء المقصد 0 على التوالي، ونسبة إطارات البيانات المرسلة إلى ميناء المقصد هو حوالي 20 و 80 على التوالي، ومراقب المنفذ الجدول المرور MT 2 هو مبين في الشكل. تحليل رصد إحصاءات حركة المرور المتاحة، ومنفذ بيانات المدخلات فقط، يبلغ حجم انتاجها بنسبة 20 و 80 نسبة البيانات إلى منافذ بطاقات خط 0 و 1، وكان معدل ميناء 41 ميغا بايت / ثانية و 169 MB / ثانية. ID رصد مراقبو جميع المعلومات باستثناء الإطار هناك حقل الإعلامي الخاص للبيانات، وهي ليست تحليلا مفصلا. وضع المنفذ الصرف دون عوائق ثنائية الاتجاه الإنتاجية 425 MB.

5. الخاتمة

حاليا هذه المعالجة بروتوكول ميناء رقاقة MT FC التبديل قد اكتملت التحقق الظاهري لينة النواة واختبارها على FPGA منصة رقاقة التي أثبتت انطلاقة جيدة. من تصميم وتنفيذ MT النووي لينة ميناء، فإنه يمكن توفير مرجع للحصول على الإصدار القادم من الشريحة والبحوث ذات الصلة وغيرها من التنمية، وتكنولوجيا مراقبة ذكية لديها آفاق تطبيق واسع النطاق.

مراجع

. [1] لوه يي F AERDMA بحوث التكنولوجيا وتنفيذ [D] تشنغدو: جامعة العلوم الالكترونية والتكنولوجيا، 2010.

. [2] لام، تحمل الصلب الصينية وتتبعه القناة الليفية ملخص [J] البحوث، 2006، 23 (2): 913.

[3] تشوانغ S T، S آير، ماكيون N. الخوارزميات العملية لضمانات الأداء في العارضتين مخزنة [J] وقائع IEEE INFOCOM، 2005، 2 (7) :. 981991.

[4]. الكترونيات الطيران القياسية قناة هوانغ Yongkui الألياف وتطبيقه في [J] إلكترونيات الطيران، 2004، 34 (4): 112.

. [5] كارفاخال G، WU C W، FISCHMEISER S.Evaluation من أبنية الاتصالات لتحول realtime إيثرنت [J] المعاملات IEEE على أجهزة الكمبيوتر، 2014،63 (1): 218229.