亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        時間敏感網(wǎng)絡(luò)端系統(tǒng)中隊(duì)列管理器電路的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

        2022-06-11 00:47:42喬廬峰陳慶華鄒仕祥
        通信技術(shù) 2022年5期
        關(guān)鍵詞:端系統(tǒng)管理器緩沖區(qū)

        杜 婧,喬廬峰,陳慶華,劉 熹,鄒仕祥

        (中國人民解放軍陸軍工程大學(xué),江蘇 南京 210007)

        0 引言

        以太網(wǎng)是目前應(yīng)用最為廣泛的局域網(wǎng)技術(shù),其具有良好的開放性和互操作性,部署方便、成本較低。傳統(tǒng)以太網(wǎng)無論是采用載波監(jiān)聽多路訪 問/沖突檢測(Carrier Sense Multiple Access/Collosion Detection,CSMA/CD)技術(shù)還是交換式以太網(wǎng),都無法在帶寬、時延和抖動等網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)上提供高可靠、確定性的服務(wù),這使得它們無法直接應(yīng)用于車載網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)控制等領(lǐng)域,此類需求推動了時間敏感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(Time Sensitive Network,TSN)的發(fā)展。

        IEEE 802工作組在傳統(tǒng)以太網(wǎng)協(xié)議的基礎(chǔ)上[1],針對音視頻業(yè)務(wù)流提出了音視頻橋接技術(shù)(Audio Video Bridging,AVB),使其支持時間同步、帶寬預(yù)留、低延遲等功能,并發(fā)展出多個與之相關(guān)的協(xié) 議,如IEEE 802.1Qat、IEEE 802.1AS、IEEE 802.1 Qav等。后來,AVB應(yīng)用范圍擴(kuò)大到了工業(yè)控制、汽車控制等領(lǐng)域,同時擴(kuò)大了所支持的業(yè)務(wù)類別并更名為TSN。TSN包括時間同步、流量調(diào)度和網(wǎng)絡(luò)配置3大關(guān)鍵技術(shù)。其中,時間同步是整個TSN技術(shù)實(shí)現(xiàn)的前提,流量調(diào)度是TSN技術(shù)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵,網(wǎng)絡(luò)配置是實(shí)現(xiàn)TSN技術(shù)的保障,這些技術(shù)的應(yīng)用有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)以太網(wǎng)非實(shí)時性和不確定性的短板,為時間敏感型業(yè)務(wù)提供了低延時、高穩(wěn)定性的服務(wù)[2]。

        TSN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示,圖中的集中網(wǎng)絡(luò)配置控制器(Centralized Network Configuration controller,CNC)可以通過集中用戶配置控制器(Centralized User Configuration controller,CUC),獲取發(fā)送端和接收端對網(wǎng)絡(luò)帶寬和端到端傳輸時延需求等服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service,QoS)相關(guān)參數(shù),然后運(yùn)算得到網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)并下發(fā)給網(wǎng)絡(luò)中相關(guān)的各交換機(jī)和端系統(tǒng)(終端0、終端1)。端系統(tǒng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)產(chǎn)生進(jìn)入TSN網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)流,TSN交換機(jī)可以準(zhǔn)確識別業(yè)務(wù)流類型,根據(jù)調(diào)度策略對數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)度,確保多種類型的業(yè)務(wù)流可以共存在一個網(wǎng)絡(luò)中,并能夠滿足各自的QoS需求。

        圖1 TSN網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)

        TSN中的端系統(tǒng)產(chǎn)生進(jìn)入TSN網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),同時也接收來自其他端系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。對于不同類型的業(yè)務(wù),TSN網(wǎng)絡(luò)應(yīng)提供不同的QoS。例如,對于時間敏感的控制數(shù)據(jù),TSN端系統(tǒng)在發(fā)送數(shù)據(jù)之前應(yīng)向CUC發(fā)出申請,提出相應(yīng)的QoS需求參數(shù)。CUC將相關(guān)信息通知CNC,由CNC生成網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)并下發(fā)給所有的TSN交換機(jī),同時也返回對TSN端系統(tǒng)的配置信息。此后,TSN端系統(tǒng)需要按照配置的參數(shù),如最大突發(fā)長度、平均速率、調(diào)度時間表參數(shù)等,輸出特定的業(yè)務(wù)流。端系統(tǒng)根據(jù)TSN網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)調(diào)度和輸出數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),是TSN網(wǎng)絡(luò)保證特定業(yè)務(wù)端到端QoS的前提和基礎(chǔ)。

        TSN端系統(tǒng)中,除了特定的數(shù)據(jù)源,隊(duì)列管理器是其核心,它由緩沖區(qū)管理器和隊(duì)列調(diào)度器兩部分組成。緩沖區(qū)管理器支持基于優(yōu)先級的緩沖資源分配機(jī)制和基于鏈表結(jié)構(gòu)的邏輯隊(duì)列管理機(jī)制;隊(duì)列調(diào)度器同時支持基于時間列表的輸出門控機(jī)制、基于信用的輸出調(diào)度機(jī)制和基于優(yōu)先級的輸出調(diào)度機(jī)制。緩沖區(qū)管理器和隊(duì)列調(diào)度器的工作參數(shù)均可根據(jù)需要由CNC動態(tài)配置,二者配合使用,可以滿足多業(yè)務(wù)混合條件下的端系統(tǒng)業(yè)務(wù)緩存與輸出調(diào)度需求。

        本文設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用于TSN端系統(tǒng)的隊(duì)列管理器電路,支持靈活的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置,可以滿足TSN網(wǎng)絡(luò)對端系統(tǒng)的設(shè)計需求。

        1 TSN端系統(tǒng)隊(duì)列管理器電路結(jié)構(gòu)設(shè)計

        TSN端系統(tǒng)有兩種基本類型:第一類端系統(tǒng)本身是數(shù)據(jù)源,可以根據(jù)TSN規(guī)范產(chǎn)生不同類別的數(shù)據(jù)幀;第二類端系統(tǒng)是一種TSN網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備,可以對非TSN終端產(chǎn)生的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩沖、流量整形后發(fā)送到TSN網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)TSN網(wǎng)絡(luò)對端系統(tǒng)所要求的接入功能。這兩類端系統(tǒng)可以看作實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)匯聚功能的專用TSN交換機(jī),而且在隊(duì)列管理器設(shè)計上具有相似之處。下面以第二類端系統(tǒng)中的隊(duì)列管理器為例加以分析,此時端系統(tǒng)的應(yīng)用場景和外部連接關(guān)系如圖2所示[1]。

        圖2 接入型端系統(tǒng)在時間敏感網(wǎng)絡(luò)中的位置

        當(dāng)端系統(tǒng)為多個不同類型的終端提供TSN網(wǎng)絡(luò)接入時,需要對不同類型的業(yè)務(wù)進(jìn)行識別、緩存以及輸出調(diào)度,TSN把業(yè)務(wù)分成8個基本類別,其中,時間敏感型業(yè)務(wù)有音頻業(yè)務(wù)、視頻業(yè)務(wù)和各種控制數(shù)據(jù);非時間敏感型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)包括最大努力業(yè)務(wù)、卓越努力業(yè)務(wù)、關(guān)鍵應(yīng)用業(yè)務(wù)和背景業(yè)務(wù)流。來自不同終端的數(shù)據(jù)流經(jīng)過業(yè)務(wù)合路后統(tǒng)一進(jìn)行識別和分類,區(qū)分時間敏感流和非時間敏感流[3],然后進(jìn)入隊(duì)列管理器。本文設(shè)計的端系統(tǒng)隊(duì)列管理器的基本功能如圖3所示。圖中的輸入控制狀態(tài)機(jī)負(fù)責(zé)將輸入以太網(wǎng)幀分割成定長的內(nèi)部信元,并寫入當(dāng)前可用自由指針指向的數(shù)據(jù)存儲區(qū);數(shù)據(jù)存儲區(qū)是所有輸出業(yè)務(wù)流共享的,采用雙端口靜態(tài)隨機(jī)訪問存儲器(Static Random Access Memory,SRAM)實(shí)現(xiàn),被劃分為多個64字節(jié)的數(shù)據(jù)塊;自由指針隊(duì)列管理著SRAM中當(dāng)前可用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的指針;緩沖區(qū)管理器內(nèi)部可以以鏈表形式管理多個邏輯隊(duì)列,用于存儲不同類型的業(yè)務(wù);隊(duì)列調(diào)度器可以根據(jù)TSN網(wǎng)絡(luò)的配置,確定不同邏輯隊(duì)列的輸出調(diào)度方式,支持靈活的動態(tài)配置;輸出接口狀態(tài)機(jī)可以根據(jù)輸出調(diào)度結(jié)果將數(shù)據(jù)幀從SRAM中讀出并發(fā)送到TSN網(wǎng)絡(luò)。緩沖區(qū)管理器和隊(duì)列調(diào)度器是本設(shè)計中的兩個核心電路[4],是進(jìn)行設(shè)計和分析的重點(diǎn)。

        圖3 端系統(tǒng)中的隊(duì)列管理器整體結(jié)構(gòu)[5]

        2 端系統(tǒng)中隊(duì)列管理器的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

        本設(shè)計的隊(duì)列管理器中的緩沖區(qū)管理器和隊(duì)列調(diào)度器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)如圖4所示。其中緩沖區(qū)管理器包括指針寫入控制狀態(tài)機(jī)、隊(duì)列管理狀態(tài)機(jī)、指針讀出狀態(tài)機(jī)和存儲在鏈表存儲區(qū)中的指針隊(duì)列;隊(duì)列調(diào)度器包括針對16個流采用的基于信用的整形器(Credit Based Shaper,CBS)[1]、不同優(yōu)先級隊(duì)列之間采用的嚴(yán)格優(yōu)先級調(diào)度器和支持可配置門控列表的輸出門控電路[2],三者相互配合,實(shí)現(xiàn)端系統(tǒng)的輸出業(yè)務(wù)調(diào)度功能[6]。

        圖4 緩沖區(qū)管理器和隊(duì)列調(diào)度器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)

        緩沖區(qū)管理器決定了輸入端口緩沖區(qū)的分配方式,主要功能是對輸入端口有限的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)進(jìn)行合理分配和使用。由于端系統(tǒng)需要將多個端口輸入的業(yè)務(wù)匯聚到一個端口進(jìn)入TSN網(wǎng)絡(luò),不同類型的終端產(chǎn)生的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)具有各自的流量特征,可能在TSN網(wǎng)絡(luò)端口處發(fā)生擁塞,造成緩沖區(qū)溢出和數(shù)據(jù)丟棄。緩沖區(qū)管理器需要根據(jù)業(yè)務(wù)類別、各自的QoS需求、業(yè)務(wù)優(yōu)先級等,合理劃分和使用有限的緩沖資源,最大限度地保證時間敏感型業(yè)務(wù)的緩沖區(qū)需求,在一定范圍內(nèi)共享緩沖資源以提高緩沖資源利用率,并按照優(yōu)先級權(quán)重對共享進(jìn)行管理等[4]。

        隊(duì)列調(diào)度器決定了輸出帶寬的分配方式,主要功能是根據(jù)TSN網(wǎng)絡(luò)規(guī)范和不同類型業(yè)務(wù)的QoS需求進(jìn)行業(yè)務(wù)輸出調(diào)度。它可以按照CNC給出的配置參數(shù),針對不同類型的業(yè)務(wù)采用不同的調(diào)度策略,合理分配輸出帶寬,對進(jìn)入TSN網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)流進(jìn)行整形,使其既可以符合所配置的流量特征,也可以滿足業(yè)務(wù)本身的QoS需求[5]。

        2.1 基于鏈表結(jié)構(gòu)的緩沖區(qū)管理器的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

        端系統(tǒng)作為時間敏感網(wǎng)絡(luò)的接入設(shè)備,從多個終端設(shè)備中接收數(shù)據(jù)幀,而內(nèi)部存儲資源有限,為了提高存儲區(qū)的利用率,也為了保障端系統(tǒng)正常運(yùn)行,采用了一種基于鏈表結(jié)構(gòu)的邏輯隊(duì)列共享緩存的緩沖區(qū)管理方法[3]。其原理是將內(nèi)部緩沖區(qū)劃分為64字節(jié)的存儲塊,每個存儲塊對應(yīng)一個指針,當(dāng)前可用的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)對應(yīng)的指針被存儲在圖中的自由指針隊(duì)列中,自由指針中包含對應(yīng)存儲塊的地址。當(dāng)一個數(shù)據(jù)幀到達(dá)后,它先被分割成1個或多個長度為64字節(jié)的定長內(nèi)部信元(長度不足時需要進(jìn)行數(shù)據(jù)填充)。輸入接口狀態(tài)機(jī)處理輸入信元時,會首先從自由指針隊(duì)列讀出一個自由指針,其次將當(dāng)前信元寫入該指針指向的共享數(shù)據(jù)存儲空間中,最后該指針根據(jù)其對應(yīng)數(shù)據(jù)幀的類別被寫入到緩沖區(qū)管理器內(nèi)部相應(yīng)的邏輯隊(duì)列中。

        緩沖區(qū)管理器可以同時管理多個邏輯隊(duì)列。每個邏輯隊(duì)列對應(yīng)著包括頭指針(head)、尾指針(tail)、信元深度(cell_depth)、數(shù)據(jù)幀數(shù)(frame_depth)、隊(duì)列非空標(biāo)志(depth_flag)在內(nèi)的一組寄存器。本設(shè)計中包括8個優(yōu)先級隊(duì)列和16個基于流的隊(duì)列,因此共包括24組寄存器。如圖5(a)所示,以隊(duì)列0為例,進(jìn)行寫入操作時,當(dāng)前到達(dá)的指針(圖中值為100的指針)如果是一個隊(duì)列的第一個指針,則head0和tail0的取值同時為100,cell_depth0值變?yōu)?,由于該數(shù)據(jù)幀中包括多個信元,因此frame_depth0保持為0。此后,多個信元到達(dá),相應(yīng)的指針在指針存儲區(qū)中以鏈表方式進(jìn)行存儲,假如當(dāng)前數(shù)據(jù)幀包括3個信元,那么當(dāng)前隊(duì)列指針鏈表的構(gòu)成如圖5(b)所示。此時frame_depth0的值由0變?yōu)?,depth_flag0由0變?yōu)?,表示當(dāng)前隊(duì)列中有完整的數(shù)據(jù)幀,可以被調(diào)度輸出。指針讀出控制狀態(tài)機(jī)持續(xù)監(jiān)視每個邏輯隊(duì)列的狀態(tài),如果發(fā)現(xiàn)某個邏輯隊(duì)列中有完整的數(shù)據(jù)幀,就會向隊(duì)列管理狀態(tài)機(jī)申請將該邏輯隊(duì)列隊(duì)首的指針讀出。隊(duì)列管理狀態(tài)機(jī)根據(jù)head0的值(100)及鏈表存儲結(jié)構(gòu)[3],可以依次讀出該隊(duì)列的多個指針,直至tail0所指向的存儲區(qū)。讀出的指針由讀出控制狀態(tài)機(jī)寫入與該邏輯隊(duì)列對應(yīng)的臨時指針緩沖區(qū)中。

        圖5 鏈表存儲區(qū)結(jié)構(gòu)

        臨時指針緩沖區(qū)由一個深度很小的先入先出存儲器(First In First Out,F(xiàn)IFO)構(gòu)成,本設(shè)計中針對16個流和8個優(yōu)先級隊(duì)列分別設(shè)置了一個臨時指針緩沖區(qū)(圖中stream0-stream15、class7-class0對應(yīng)的FIFO),用于存儲各邏輯隊(duì)列首部的指針。傳統(tǒng)的緩沖區(qū)隊(duì)列中通常不設(shè)置臨時指針緩沖區(qū),本設(shè)計是為了滿足TSN對輸出調(diào)度實(shí)時性的要求而增加的。圖5中鏈表隊(duì)列的寫入和讀出操作是互斥的,這使得隊(duì)列調(diào)度器從某個邏輯隊(duì)列中讀出指針的時延可能較大并存在抖動。采用臨時指針緩沖區(qū)后,隊(duì)列調(diào)度器可以根據(jù)調(diào)度需要實(shí)時讀出所選擇隊(duì)列首部的指針,消除了隊(duì)列管理狀態(tài)機(jī)的指針讀出操作時延不確定性,保證了輸出數(shù)據(jù)幀的實(shí)時調(diào)度,可滿足端系統(tǒng)對時間敏感業(yè)務(wù)調(diào)度的時間精度要求。

        本設(shè)計中的緩沖區(qū)管理器把緩沖區(qū)分塊,建立對應(yīng)數(shù)據(jù)塊指針,把指針以鏈表的形式存入存儲區(qū),并給各個隊(duì)列建立臨時指針緩沖區(qū),使得端系統(tǒng)的多個輸入端口可以共享緩沖區(qū),給時間敏感型業(yè)務(wù)預(yù)留一定存儲資源,提高端系統(tǒng)的抗壓性能,滿足時間敏感網(wǎng)絡(luò)的需求。

        2.2 支持多種調(diào)度算法的隊(duì)列調(diào)度器的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

        本設(shè)計中的隊(duì)列調(diào)度器調(diào)度數(shù)據(jù)時,使用了嚴(yán)格優(yōu)先級調(diào)度算法和CBS調(diào)度兩種調(diào)度算法,調(diào)度算法配合門控實(shí)現(xiàn)了對時間敏感型業(yè)務(wù)的特殊調(diào)度,最終實(shí)現(xiàn)對時間敏感業(yè)務(wù)的帶寬保證和時延保證。隊(duì)列調(diào)度器中使用8個門來控制8個優(yōu)先級的緩沖隊(duì)列,隊(duì)列調(diào)度器通過門控列表控制門狀態(tài)和門操作的執(zhí)行時間,相鄰兩次門操作之間的時間間隔相等。門控列表和門操作間隔都可以由CNC配置,門狀態(tài)為open時代表允許該門對應(yīng)優(yōu)先級的緩沖隊(duì)列傳輸數(shù)據(jù),當(dāng)同一時刻有多個門狀態(tài)為open時,不同優(yōu)先級之間的緩沖隊(duì)列按照嚴(yán)格優(yōu)先級算法進(jìn)行傳輸。按照需要制定門控列表并執(zhí)行門操作,可以給時間敏感業(yè)務(wù)提供保證帶寬和確定性時延的服務(wù)。如圖4所示,T1時刻門狀態(tài)為OCCCCCCC,表示門7為open,其他門均為closed,即在T1到T2時間段內(nèi),僅允許優(yōu)先級為7的數(shù)據(jù)幀傳輸,這段時間的端口帶寬被全部用來傳輸優(yōu)先級為7的數(shù)據(jù)幀,控制每個時間片內(nèi)門7開啟的時間段,可以精確控制優(yōu)先級為7的業(yè)務(wù)流占用的總帶寬;控制相鄰門7兩次開啟的時間間隔,可以精確控制時間敏感業(yè)務(wù)的流量分布。這種通過配置門控列表確定時間敏感業(yè)務(wù)流量分布特征的方式可以精確控制時間敏感業(yè)務(wù)在每個節(jié)點(diǎn)的時延,從而可以精確控制時間敏感業(yè)務(wù)的端到端時延。

        不同優(yōu)先級的緩沖隊(duì)列使用嚴(yán)格優(yōu)先級算法選出傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀,相同優(yōu)先級的緩沖隊(duì)列使用CBS調(diào)度算法選擇數(shù)據(jù)幀。如圖4所示,門7后共有17條優(yōu)先級為7的緩沖隊(duì)列,包括class7和 stream0~ stream15,端系統(tǒng)會根據(jù)stream0~ stream15的業(yè)務(wù)需求和流量特征給每條流配置不同的信用參數(shù)。門7開啟時,隊(duì)列調(diào)度器使用CBS調(diào)度算法從stream0~stream15中選出數(shù)據(jù)幀進(jìn)行傳輸,若stream0~stream15中沒有符合發(fā)送條件的,則發(fā)送class7中的數(shù)據(jù)幀。

        CBS調(diào)度算法主要根據(jù)隊(duì)列信用進(jìn)行調(diào)度,隊(duì)列信用相關(guān)參數(shù)則是在端系統(tǒng)初始化時由CNC配置的,包括最大信用值hicredit、最小信用值locredit、信用值增加速率idlesope和信用值減小速率sendslope。門7的狀態(tài)為open且stream0-stream15中有等待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀時,該緩沖隊(duì)列的信用以idlesope的速率開始增長。門狀態(tài)為open時隊(duì)列信用值開始累加,門狀態(tài)從open轉(zhuǎn)為closed時隊(duì)列信用值清零且保持不變,直到下一個open狀態(tài)。數(shù)據(jù)幀在門狀態(tài)為open且該隊(duì)列信用值為非負(fù)數(shù)的時候可以開始傳輸,數(shù)據(jù)幀傳輸時隊(duì)列信用值以sendslope的速率減小,當(dāng)前數(shù)據(jù)幀傳輸完成后若隊(duì)列中還有數(shù)據(jù)幀等待傳輸且信用值為非負(fù)數(shù),則開始傳輸下一個數(shù)據(jù)幀。如圖6所示,0到t1時間段內(nèi),該隊(duì)列沒有數(shù)據(jù)幀等待,隊(duì)列信用值保持為0;t1時刻,數(shù)據(jù)幀A進(jìn)入隊(duì)列,此時端口為空閑狀態(tài)可以發(fā)送數(shù)據(jù)幀,開始發(fā)送數(shù)據(jù)幀A;t1到t2時間段內(nèi),數(shù)據(jù)幀A通過端口發(fā)送出去,該隊(duì)列的信用值以sendslope速率下降;t2時刻,數(shù)據(jù)幀A發(fā)送完畢;t2到t3時間段內(nèi),該隊(duì)列信用值以idlesope速率上升;t3時刻,該隊(duì)列信用值上升到0,但此時隊(duì)列中沒有等待發(fā)送的數(shù)據(jù)幀,隊(duì)列信用值保持為0。

        圖6 發(fā)送數(shù)據(jù)幀時隊(duì)列信用的變化

        隊(duì)列信用相關(guān)參數(shù)與隊(duì)列占用帶寬之間存在對應(yīng)關(guān)系,假設(shè)門打開時某隊(duì)列中有數(shù)據(jù)幀,且每次該隊(duì)列傳輸數(shù)據(jù)幀信用值都剛好降低到locredit,門打開時,傳輸數(shù)據(jù)幀的時間和門打開時間之前的比值為:

        根據(jù)式(1)可知,在門打開時,該隊(duì)列占用輸出端口傳輸數(shù)據(jù)的時間和門打開的總時間之間的關(guān)系為該隊(duì)列信用增加速率和信用減小速率的代數(shù)關(guān)系,說明通過CNC配置隊(duì)列信用相關(guān)參數(shù)可以精確控制該隊(duì)列在門打開時占用輸出端口傳輸數(shù)據(jù)的時間,CBS調(diào)度算法配合門控列表可以精確控制該隊(duì)列占用的總帶寬。門控機(jī)制結(jié)合嚴(yán)格優(yōu)先級和CBS算法可以實(shí)現(xiàn)對時間敏感業(yè)務(wù)的帶寬保證和時延 保證。

        3 關(guān)鍵電路仿真分析

        本文設(shè)計的隊(duì)列管理器基于Xilinx Zynq7020 FPGA實(shí)現(xiàn),圖7、圖8、圖9是典型仿真波形。圖7中,PHYA_rgmii接口包括信號PHYA_rgmii_rxc、PHYA_rgmii_rx_ctl和PHYA_rgmii_rxd,連續(xù)輸入長度為1 000字節(jié)的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀(PHYA_rgmii_rx_ctl為1表示當(dāng)前正在輸入1個數(shù)據(jù)幀),該業(yè)務(wù)流在電路內(nèi)部采用CBS算法進(jìn)行流量整形??梢钥闯?,大量輸入的數(shù)據(jù)幀被丟棄,只有在該隊(duì)列的信用值符合輸出調(diào)度要求時,才會將當(dāng)前隊(duì)列首部的數(shù)據(jù)幀輸出,此時,PHYA_rgmii_tx接口按照一定間隔輸出經(jīng)過流量整形的數(shù)據(jù)幀,說明CBS調(diào)度器可以基于信用配置進(jìn)行數(shù)據(jù)幀的輸出調(diào)度。

        圖7 CBS算法仿真結(jié)果

        圖8中,通過用戶端口A和用戶端口B分別連續(xù)輸入長度為1 000字節(jié)和500字節(jié)的數(shù)據(jù)幀,二者輸入帶寬之和大于輸出端口的帶寬。此時在輸出端口上觀察PHYA_rgmii_tx_ctl可以看出,端口A輸入的長度為1 000字節(jié)的數(shù)據(jù)幀數(shù)量明顯多于端口B輸入的長度為500字節(jié)的數(shù)據(jù)幀,說明隊(duì)列調(diào)度器可以按照優(yōu)先級進(jìn)行數(shù)據(jù)幀的輸出調(diào)度。

        圖8 嚴(yán)格優(yōu)先級算法仿真結(jié)果

        圖9中,輸入端口A輸入的數(shù)據(jù)幀按照信用進(jìn)行調(diào)度輸出,端口B輸入的數(shù)據(jù)幀按照優(yōu)先級進(jìn)行調(diào)度。如圖9所示,長度為1 000字節(jié)的數(shù)據(jù)幀根據(jù)信用累計情況近似等間隔輸出,長度為500字節(jié)的數(shù)據(jù)幀占據(jù)了剩余的帶寬。

        圖9 CBS算法和嚴(yán)格優(yōu)先級聯(lián)合仿真結(jié)果

        綜上仿真分析可見,本文實(shí)現(xiàn)的隊(duì)列管理器可以滿足TSN對端系統(tǒng)關(guān)于業(yè)務(wù)緩沖和調(diào)度功能的需求。

        4 結(jié)語

        本文設(shè)計了一種應(yīng)用于TSN端系統(tǒng)的隊(duì)列管理器,說明了隊(duì)列管理器的工作流程,分析了采用邏輯鏈表實(shí)現(xiàn)的緩沖區(qū)管理器的工作機(jī)制,分析了支持CBS算法、嚴(yán)格優(yōu)先級調(diào)度和門控列表的隊(duì)列調(diào)度器的工作機(jī)制和關(guān)鍵工作參數(shù)。仿真分析表明,所實(shí)現(xiàn)的隊(duì)列管理器可以滿足TSN端系統(tǒng)對用戶業(yè)務(wù)進(jìn)行緩沖和分類調(diào)度的需求。

        猜你喜歡
        端系統(tǒng)管理器緩沖區(qū)
        嵌入式系統(tǒng)環(huán)形緩沖區(qū)快速讀寫方法的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)
        一種PCIe接口AFDX端系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)
        TTE時間觸發(fā)以太網(wǎng)技術(shù)在國產(chǎn)化平臺中的應(yīng)用
        應(yīng)急狀態(tài)啟動磁盤管理器
        冶金聯(lián)合循環(huán)機(jī)組汽機(jī)冷端系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化
        Windows文件緩沖處理技術(shù)概述
        CentOS下AFDX端系統(tǒng)驅(qū)動設(shè)計與實(shí)現(xiàn)*
        關(guān)鍵鏈技術(shù)緩沖區(qū)的確定方法研究
        高集成度2.5A備份電源管理器簡化鋰離子電池備份系統(tǒng)
        快速導(dǎo)出QQ群消息
        電腦迷(2014年2期)2014-04-29 19:21:13
        国产内射视频在线播放| 久久久久久亚洲av成人无码国产 | 中文乱码字幕在线亚洲av | av人摸人人人澡人人超碰妓女 | 中文字幕+乱码+中文字幕一区| 国产jizzjizz视频免费看| 国产精品久久久久久久久久影院| 国产午夜精品久久精品| 精品福利一区二区三区免费视频 | 天天爽夜夜爽人人爽| 国产乱理伦片在线观看| 男人深夜影院无码观看| 96中文字幕一区二区| 亚洲av无码专区亚洲av网站| 蜜桃臀无码内射一区二区三区| 人妻中文字幕不卡精品| 亚洲毛片免费观看视频| 亚洲国产精品久久久久婷婷软件| 亚洲成人av一区免费看| 人妻少妇精品无码专区| 初尝黑人嗷嗷叫中文字幕| 国产一级黄色录像| 亚洲一区二区三区高清视频| 插插射啊爱视频日a级| 福利体验试看120秒| 春色成人在线一区av| 在线国产丝袜自拍观看| 欧美人与禽2o2o性论交| 国产又爽又黄的激情精品视频| 国产美女高潮流白浆免费观看| 中文乱码字字幕在线国语| 亚洲丁香五月天缴情综合| 久久99精品中文字幕在| 成人国产高清av一区二区三区| 99久久免费只有精品国产| 日韩在线无| 精品在线视频免费在线观看视频| 在线麻豆精东9制片厂av影现网| 精品无码中文视频在线观看| 无码8090精品久久一区| 中国少妇久久一区二区三区|