CPCI總線(xiàn)的分布式系統設計應用

基于這種報文存儲機制，我們定義幾種地址表來(lái)維護數據傳輸相關(guān)地址信息。系統板上維護有靜態(tài)的基址表，記載為每個(gè)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地址偏移表。板卡地址映射表為一個(gè)結構數組，數組中各項分別代表一個(gè)卡槽，里面包含板卡名稱(chēng)、卡槽號、基址和地址范圍等地址信息以供數據傳輸時(shí)配置所用，其數據結構如下：

typedefstruct_BUS_ADDR_MAPPING_INFO｛

charboard_name[BOARD_NAME_LENGTH];

intslot_number;

unsignedlongbase_addr;

unsignedlongrange;

｝BUS_AddrMapping_Info，＊P_BUS_AddrMapping_Info;

傳輸地址偏移表為一無(wú)符號整型數組，用于記錄板卡間數據傳輸時(shí)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據傳輸長(cháng)度，當地址空間不足以存放即將傳輸的數據時(shí)，則將偏移地址設為零，重新從區域起始處寫(xiě)入。其數據結構定義如下：

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

3.2數據傳輸實(shí)現

我們定義了一種數據結構IPH（InternalPacketHeader），包含數據類(lèi)型、長(cháng)度、來(lái)源卡槽號等屬性，在傳輸數據前作為包頭對報文進(jìn)行封裝，以便接收方解析包頭后能根據數據業(yè)務(wù)類(lèi)型區分處理。主要IPH類(lèi)型有板卡配置信息，端口注冊信息，路由信息，未知數據類(lèi)型等。定義數據結構iph_attr區別不同IPH_info類(lèi)型，位于數據包首，其數據結構如下：

typedefstruct_IPH_ATTR｛

u32board_id;/＊fromwhichboard＊/

intiph_type;/＊datagramtype＊/

unsignedlonglength;/＊datagramlength（withoutIPH）＊/

｝IPH_ATTR，＊P_IPH_ATTR;

針對各種類(lèi)型IPH信息又分別定義不同數據結構，在數據包頭中依次存放于iph_attr結構之后。

發(fā)送數據時(shí)，對數據進(jìn)行IPH封裝，根據前述的板卡地址映射表選擇目的PCI地址，再調用總線(xiàn)接口函數完成數據傳輸。發(fā)送方通過(guò)寫(xiě)接收板卡橋芯片的mailbox寄存器，將傳輸地址及數據長(cháng)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(xiàn)對PCI總線(xiàn)的直接訪(fǎng)問(wèn)，它有8個(gè)mailbox寄存器，前四個(gè)能產(chǎn)生中斷，每個(gè)mailbox32位，傳輸地址和數據長(cháng)度信息分別使用mailboxi和mailboxi+4配合工作，這樣接收方收到兩個(gè)參數時(shí)會(huì )產(chǎn)生一次中斷，進(jìn)行數據接收[5]。這種機制使接收處理具有四個(gè)服務(wù)窗口，提高了系統吞吐量。

接收板卡PLX芯片的mailbox被寫(xiě)入參數即產(chǎn)生本地中斷檢查“抽屜”，產(chǎn)生中斷前，數據實(shí)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(gè)數據隊列，它讀取mailbox中的信息，分析地址找到相應數據并交由底半處理。底半解析數據包的IPH分辨數據類(lèi)型，若為配置、端口、路由等信息則進(jìn)行相應配置，若為數據信息則進(jìn)行處理或轉發(fā)。

綜上所述，系統通過(guò)“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，板卡將數據寫(xiě)往映射地址空間即能通過(guò)總線(xiàn)將數據傳輸到目標板卡上，實(shí)現了板卡的跨總線(xiàn)內存訪(fǎng)問(wèn);自定義IPH數據包頭來(lái)區分數據類(lèi)型協(xié)助數據信息管理，完成了路由維護，轉發(fā)引擎的邏輯功能，實(shí)現了數據的無(wú)干擾傳輸與有效通信管理。

4.總結及展望

本文作者創(chuàng )新點(diǎn)為：給出了一種基于CPCI的分布式系統設計，同時(shí)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，可達到64bit總線(xiàn)寬度、264MB/s的峰值帶寬，系統中各主機能獨立完成數據處理及通信，能夠承載語(yǔ)音、數據多種業(yè)務(wù)，用戶(hù)還可通過(guò)用戶(hù)接入板與語(yǔ)音業(yè)務(wù)板所連的PSTN網(wǎng)和數據業(yè)務(wù)板所連Internet進(jìn)行數據通信，在通信、軍事等領(lǐng)域有著(zhù)較大的應用前景。為使本通信系統更具大規模實(shí)用價(jià)值，未來(lái)的工作包括：

（1）實(shí)現一套易操作的遠程管理系統，以便完成通信業(yè)務(wù)的監控，調配;

（2）設計支持更多業(yè)務(wù)類(lèi)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(guò)嚴格的性能測試以證明系統能夠滿(mǎn)足電信級的業(yè)務(wù)需求。