實現聯合使用定時器功能的系統及其方法
2023-12-06 05:13:41 2
專利名稱：實現聯合使用定時器功能的系統及其方法
技術領域：
本發明涉及通信技術，特別涉及異步傳輸模式適配層類型2中實現聯合使用定時器功能的技術。
背景技術：
異步轉移模式(Asynchronous Transfer Mode，簡稱「ATM」)是一種綜合了電路交換和包交換優點的傳輸模式，能同時提供面向連接和面向非連接的服務，它一方面用有「標誌的電路」代替「定位置的電路」，因而能靈活地分配帶寬；另一方面取消了複雜的差錯控制和流量控制，使傳輸時延大大降低。在ATM中，信息被組織成信元(cell)，因包含來自某用戶信息的各個信元不需要周期性出現，這種傳輸模式是異步的。
ATM信元，即ATM協議數據單元(Protocol Data Unit，簡稱「PDU」)，簡稱ATM-PDU是固定長度的分組，共有53個字節，分為2個部分。前面5個字節為信頭，主要完成尋址的功能；後面的48個字節為信息段，即業務數據單元(Service Data Unit，簡稱「SDU」)，用來裝載來自不同用戶，不同業務的信息。話音，數據，圖像等所有的數字信息都要經過切割，封裝成統一格式的信元在網中傳遞，並在接收端恢復成所需格式。由於ATM技術簡化了交換過程，去除了不必要的數據校驗，採用易於處理的固定信元格式，所以ATM交換速率大大高於傳統的數據網，如x.25，幀中繼等。另外，對於如此高速的數據網，ATM網絡採用了一些有效的業務流量監控機制，對網上用戶數據進行實時監控，把網絡擁塞發生的可能性降到最小，從而可以提供實時的傳輸服務。
圖1是ATM簡化的協議分層示意圖。其中，ATM適配層(ATM AdaptationLayer，簡稱「AAL」)是具有多種應用的標準層，可將數據轉換成ATM信元或將ATM信元轉換為數據。ATM對不同業務提供不同的業務質量(Qualityof Service，簡稱「QoS」)，它通過在AAL層採用ATM適配層類型1(AAL1)、ATM適配層類型2(AAL2)、ATM適配層類型3/4(AAL3/4)、ATM適配層類型5(AAL5)等不同適配層類型，以適應A級、B級、C級、D級四種不同的用戶業務，業務描述如下A級即固定比特率業務，AAL1支持此業務，該業務支持面向連接的業務，其比特率固定，常見業務為64Kbit/s話音業務，固定碼率非壓縮的視頻通信及專用數據網的租用電路。
B級即可變比特率業務，AAL2支持此業務，該業務支持面向連接的業務，其比特率是可變的。常見業務為壓縮的分組語音通信和壓縮的視頻傳輸。該業務具有傳遞介面延遲物性，其原因是接收器需要重新組裝原來的非壓縮語音和視頻信息。
C級即面向連接的數據服務，AAL3/4支持此業務。該業務為面向連接的業務，適用於文件傳遞和數據網業務，其連接是在數據被傳送以前建立的。它是可變比特率的，但是沒有介面傳遞延遲。
D級即無連接數據業務，常見業務為數據報業務和數據網業務。在傳遞數據前，其連接不會建立。AAL3/4或AAL5均支持此業務。
由於ATM的這些特點，在第三代移動通信(the 3rd Generation，簡稱「3G」)中，廣範採用了基於ATM的接口，例如在3G標準之一的寬帶碼分多址(Wideband Code Division Multi-Access，簡稱「WCDMA」)中，比較成熟的R99版本的基站(NodeB)和無線網絡控制器(Radio NetworkController，簡稱「RNC」)之間就採用基於ATM的Iub接口，RNC分別通過基於ATM AAL2的Iu-CS和AAL5的Iu-PS分別與核心網的電路交換和分組交換相連。
其中，在應用較多的AAL2中，將AAL2層分為如圖2所示的幾個子層。AAL2層包括會聚子層(Convergence Sublayer，簡稱「CS」)和公共部分子層(Common Part Sublayer，簡稱「CPS」)，其中CS子層由與特定業務有關的會聚子層(Service-Specific Convergence Sublayer，簡稱「SSCS」)和公共部分會聚子層(Common Part Convergence Sublayer，簡稱「CPCS」)組成，CPS子層由CPCS子層和拆裝(Segmentation And Reassembly，簡稱「SAR」)子層組成。在CPS子層最終生成的數據包，稱之為CPS的PDU，即CPS-PDU。CPS子層主要是將CPS分組經過SAR處理，生成CPS-PDU，即ATM層的SDU，與ATM信元進行適配。CPS分組的格式如下圖3所示。其中前三個字節是CPS分組的包頭，後面為CPS分組的淨荷，大小是1到45位元組或64位元組之間的任意長度。
AAL2各層數據處理過程如圖4所示。CPS子層從SSCS子層接收CPS業務數據單元，即CPS-SDU，在此基礎上增加CPS分組的包頭(PacketHeader，簡稱「PH」)，即CPS-PH，生成CPS分組。一個ATM信元的SDU長度固定為48位元組。一個CPS分組不能對應一個ATM信元，如果將短的CPS分組放入一個ATM信元發送則效率太差，一個長的CPS分組則不能放在一個ATM信元中發送。
AAL2協議中規定了在CPS子層進行復用處理，即將多個AAL2信道的CPS分組復用到一個ATM信元中傳輸，或將一個CPS分組放到多個ATM信元中傳輸。通過復用實現了將承載在同一條永久虛電路(Permanent VirtualCircuit，簡稱「PVC」)中的來自不同或相同的AAL2用戶的CPS分組經過SAR處理復用到ATM信元中，在接收方又進行相反的處理過程，將ATM信元中承載的CPS分組經過SAR處理解復用為單個AAL2用戶數據包CPS分組。
如圖4所示，在CPS子層，CPS分組被復用為CPS-PDU，即48位元組長的ATM-SDU。其中CPS-PDU包括一個字節的開始域包頭(Start Field PackageHeader，簡稱「STF-PH」)和CPS-PDU負載。
AAL2協議中CPS分組的復用過程如圖5所示。
如果當前的CPS分組不能填滿一個ATM信元，即長度不夠一個CPS-PDU的48位元組長度，則需要填充。為了提高帶寬使用效率，則需要等待新的CPS分組到達，將剩餘部分填滿，然後再發送，這樣處理可以保證所有的信元沒有填充字節，帶寬利用率高，但無限期的等待，將大大增加AAL2包處理的延時，甚至造成無限時間的等待。由於AAL2一般承載對延時比較敏感的實時業務，對延時的要求較高，要求數據包在儘可能早的時間內發送出去。為了保證延時不太大，必然要求在沒有新的CPS分組到達時將剩餘部分填充，然後發送出去。這樣做保證了延時的要求，卻導致帶寬利用率太低。為了解決這個矛盾，AAL2協議中規定了一個聯合使用定時器，即Timer_CU。預先設定一個定時器超時周期，遇到需要填充的情況時，先啟動定時器等待，在定時器超時之前，如果有新的數據包到達，則將新的數據復用到CPS-PDU中，填滿後發送。如果定時器超時，還沒有新的數據到達，則填充發送。
現有的實現Timer_CU的技術方案主要有兩種，下面分別介紹。
技術方案一給每條AAL2的虛通道(Virtual Channel，簡稱「VC」)，設置一個定時器，如果需要等待時，則啟動相應的VC定時器，定時器超時後，通知發送模塊發送。
技術方案二隻採用一個所有的VC公用的定時器。按照一定的精度，做一個分級的鍊表，在需要啟動定時器時，將超時周期在同一個範圍內的所有VC都寫在一個表中，不在同一級的，按照精度計算出應屬於那一級表，就寫到指定的表中。然後用軟體去輪詢一個計數器，等待時間達到精度值後，去處理掉當前等級的表中的所有VC，即通知發送，然後又進入等待。其中，輪詢計數器的方法也可以採用定時中斷代替。
在實際應用中，上述方案存在以下問題方案一若採用硬體實現，複雜度很高，如果採用軟體實現，則有可能造成系統的癱瘓，難以保證精度；方案二不易實現較高的定時精度，在某些情況下無法正確處理，如果要求精度較高，則需要較多內存，會引起系統性能的下降，而且該方案難以做到穩定可靠。
造成這種情況的主要原因在於，採用方案一需要設置很多定時器，當系統支持的VC數量很大時，定時器的數量也是非常龐大，而當前的通信系統中一般都是高集成度，要求支持的AAL2類型VC一般在成千條之多，甚至更多，採用硬體實現的複雜度很高，採用軟體實現則可能導致處理器在這麼多的定時器中斷下癱瘓，難以保證精度。
採用方案二的定時精度是由分級鍊表的時間間隔決定，因此對於每個條VC的定時精度不可能很高。如果Timer_CU的周期接近或等於該精度值，而且數據包的間隔也接近時，將不能正確處理。該方案中每一級鍊表中都要能夠存放所有的VC，這樣導致鍊表非常龐大，如果要求精度較高，VC數量很大時，將消耗非常多的內存，而訪問這麼多的內存，也會引起性能的下降。用軟體來處理這個鍊表，代碼將非常複雜，代碼量也較多，難以做到穩定可靠。
發明內容
有鑑於此，本發明的主要目的在於提供一種實現聯合使用定時器功能的系統及其方法，使得在AAL2中實現Timer_CU既保證定時的精度和穩定性，又能簡化代碼的編寫，減小系統資源的消耗，增加系統的穩定性。
為實現上述目的，本發明提供了一種實現聯合使用定時器功能的系統，在異步傳輸模式適配層類型2中使用，包含分組隊列，用於以隊列的形式按照不同的虛通道在緩衝區內存儲待發數據，管理虛通道的聯合使用定時器調度標誌和出列調度標誌；
隊列管理模塊，用於接收新數據包，管理所述分組隊列，依據接收到的調度和所述分組隊列中的出列標記協調所述系統中其他模塊協同工作；流量控制模塊，用於處理所述隊列管理模塊的調度，計算調度時刻並決定是否使用聯合使用定時器；發送處理模塊，用於進行超時的判斷，生成並發送公共部分子層協議數據單元，根據處理結果生成並發送調度，並在沒有數據發送時申請使用聯合使用定時器。
其中，所述系統的調度包含發送調度、出列調度和聯合使用定時器調度，分別通過設定調度中的發送標誌、出列標誌和聯合使用定時器調度標誌實現；其中，所述發送調度不對所述分組隊列進行操作、只進行發送處理；所述出列調度從所述分組隊列中出列待發數據給所述發送處理模塊處理；所述聯合使用定時器調度在當前虛通道沒有待發數據但當前虛通道的公共部分子層協議數據單元還沒有完成時啟動聯合使用定時器，在有新的待發數據時從當前虛通道隊列中出列新的待發數據給所述發送處理模塊處理。
所述隊列管理模塊為每個虛通道保存一個描述符，所述描述符用來記錄的內容包括隊列中緩衝區鏈的首指針、緩衝區隊列中緩衝區鏈的末指針、數據包個數、出列調度標誌和聯合使用定時器調度標誌。
連接所述發送處理模塊和所述隊列管理模塊的兩個方向的接口、連接所述隊列管理模塊和所述流量控制模塊的兩個方向的接口中的信息包含異步傳輸模式適配層類型，虛通道的索引編號，發送調度標誌，出列調度標誌和聯合使用定時器調度標誌。
所述隊列管理模塊向所述發送處理模塊發送消息的接口中的信息還包含最多5個隊列緩衝區描述符的指針。
待發數據在所述分組隊列中以隊列形式存儲在緩衝區中，每個所述緩衝區中存放的數據少於一個公共部分子層協議數據單元所需要填充的數據。
每個所述緩衝區存放10個字節的數據。
本發明還提供了一種隊列管理模塊接收來自其它模塊的調度和上層的數據包並進行處理的方法，所述隊列管理模塊的處理流程包含以下步驟A接收並處理流量控制模塊的調度，依照調度類型進行緩衝區出列操作，根據緩衝區出列操作的結果構造調度並發送給其他所述模塊；B接收並處理髮送處理模塊的調度，依照調度類型進行分組隊列中標誌的管理，並構造調度發送給其它所述模塊；C接收來自上層的數據包併入列到所述分組隊列，管理所述分組隊列中的標誌，構造並發送出列調度。
其中，所述步驟A還包含以下子步驟A1根據接收到的調度判斷當前虛通道類型是否為異步傳輸模式適配層類型2，如果是則繼續，否則直接按照其它適配層類型處理後結束所述步驟A；A2若調度的類型是聯合使用定時器調度，則進行聯合使用定時器調度處理；A3若調度的類型是發送調度，則構造發送調度並發送給所述發送處理模塊；A4若調度的類型是出列調度，則進行出列調度處理。
步驟A2還包含以下子步驟A21判斷當前虛通道的出列標誌是否有效，如果是則進入步驟A22，否則構造超時調度發送給所述發送處理模塊後結束所述步驟A2；A22從當前虛通道的隊列中出列緩衝區，並判斷是否出列成功，如果是則構造發送調度發送給所述發送處理模塊後結束所述步驟A2，否則構造超時調度發送給所述發送處理模塊後結束所述步驟A2。
步驟A4還包含以下子步驟A41判斷當前虛通道的出列標誌是否有效，如果是則進入步驟A42，否則進入步驟A44；A42從當前虛通道的隊列中出列緩衝區，並判斷是否出列成功，如果是則進入步驟A43，否則進入步驟A44；A43構造調度發送給所述發送處理模塊後結束所述步驟A4；A44構造發送調度發送給所述發送處理模塊後結束所述步驟A4。
所述步驟B還包含以下子步驟B1判斷調度是否是發送調度，如果是則進入步驟B6，否則進入步驟B2；B2判斷調度是否是聯合使用定時器調度，如果是則進入步驟B3，否則進入步驟B4B3設置當前虛通道的聯合使用定時器調度標誌和出列調度標誌，接著進入步驟B6；B4判斷當前虛通道是否有出列標誌，如果有則結束，否則進入步驟B5；B5設置當前虛通道的出列調度標誌，接著進入步驟B6；B6構造調度並發送給所述流量控制模塊後結束所述步驟B。
所述步驟C還包含以下子步驟C1接收新數據包並判斷是否是異步傳輸模式適配層類型2，如果是則進入步驟C2，否則按其它類型處理後結束所述步驟C；C2判斷當前虛通道的隊列是否為空，如果是則進入步驟C3，否則進行入列操作後結束所述步驟C；C3判斷當前虛通道是否有出列調度標誌，如果有則進行入列操作，否則進入步驟C4；C4進行入列操作，構造出列調度，設置當前虛通道的出列調度標誌並向所述流量控制模塊發送出列調度後結束所述步驟C。
本發明還提供了一種流量控制模塊接收來自隊列管理模塊的調度並進行處理的方法，包含以下步驟D判斷從所述隊列管理模塊得到調度是否為發送調度或者出列調度，如果是則按當前虛通道的流量參數，進行正常的調度，否則進入步驟E；E根據當前虛通道的流量參數和聯合使用定時器配置參數，計算正規調度和聯合使用定時器調度的具體時刻，並判斷聯合使用定時器調度時刻是否比正規調度晚，如果是則進入步驟F，否則進入步驟G；F先構造出列調度，再構造聯合使用定時器調度並發送給所述隊列管理模塊；G構造聯合使用定時器調度並發送給所述隊列管理模塊。
本發明還提供了一種發送處理模塊接收來自隊列管理模塊的調度並進行處理的方法，所述發送處理模塊的處理流程包含以下步驟H判斷從所述隊列管理模塊中接收的調度是否為聯合使用定時器調度，如果是則進入步驟I，否則進入步驟K；I停止聯合使用定時器並判斷是否超時，如果是則進入步驟J，否則暫存新緩衝區並構造公共部分子層協議數據單元發送後進入步驟L；J判斷當前虛通道是否還有數據可以發送，如果有則返回步驟H，否則停止聯合使用定時器並填充公共部分子層協議數據單元發送後返回步驟H；
K若是發送調度則構造公共部分子層協議數據單元發送後進入步驟L，否則暫存從所述隊列管理模塊傳來的緩衝區並構造公共部分子層協議數據單元發送後進入步驟L；L依據構造公共部分子層協議數據單元的結果構造調度。
其中，步驟L還包含如下子步驟L1判斷是否填滿一個公共部分子層業務數據單元，如果是則進入步驟L2，否則進入步驟L3；L2判斷暫存緩衝區是否小於五個，如果是則構造出列調度，否則構造發送調度；L3判斷是否已經啟動聯合使用定時器，如果是則構造出列調度，否則構造聯合使用定時器調度；L4向所述隊列管理模塊發送調度後結束所述步驟L。
本發明還提供了一種實現聯合使用定時器功能的系統，在異步傳輸模式適配層類型2中使用，包含分組隊列，用於以隊列的形式按照不同的虛通道存放公共部分子層協議數據單元；隊列管理模塊，用於管理所述分組隊列，發送調度請求消息，並在得到調度響應消息後發送一個公共部分子層協議數據單元；流量控制模塊，用於在收到聯合使用定時器定時請求消息後開始定時，接收所述調度請求消息並響應所述調度響應消息，在超時時發送聯合使用定時器超時響應消息；發送處理模塊，用於管理聯合使用定時器標誌和虛通道，構成公共部分子層協議數據單元，發送協議數據單元消息給所述隊列管理模塊，在沒有數據時發送所述聯合使用定時器定時請求消息。
其中，所述協議數據單元消息、所述調度請求消息、所述調度響應消息、所述聯合使用定時器超時響應消息和所述聯合使用定時器定時請求消息包含區分不同的虛通道的虛通道編號。
所述公共部分子層協議數據單元消息還包含公共部分子層協議數據單元緩衝區指針。
所述聯合使用定時器定時請求消息還包含聯合使用定時器定時周期。
本發明還提供了一種隊列管理模塊管理分組隊列並發送公共部分子層協議數據單元的方法，包含以下步驟M獲取所述協議數據單元消息，將公共部分子層協議數據單元入列，並發送所述調度請求消息；N獲取所述調度響應消息，進行出列操作並在當前虛通道隊列為空是發送所述調度請求消息。
其中，所述步驟M還包含如下子步驟M1從所述發送處理模塊獲取所述協議數據單元消息並判斷所述公共部分子層協議數據單元消息所對應的虛通道是否已經發送調度請求消息，如果是則進入步驟M3，否則進入步驟M2；M2構造所述調度請求消息發送給所述流量控制模塊後進入步驟M3；M3將所述公共部分子層協議數據單元消息入列到所述分組隊列的當前虛通道隊列。
所述步驟N還包含如下子步驟N1從所述流量控制模塊獲取所述調度響應消息；N2從所述分組隊列的當前虛通道隊列出列一個公共部分子層協議數據單元並發送；
N3判斷所述分組隊列的當前虛通道隊列是否為空，如果是則構造所述調度請求消息並發送給所述流量控制模塊後結束所述步驟N，否則直接結束所述步驟N。
本發明還提供了一種流量控制模塊進行定時管理和發送調度管理的方法，包含以下步驟O獲取所述聯合使用定時器定時請求消息並管理調度時間隊列；P獲取所述調度請求消息並管理所述調度時間隊列，在所述調度時間隊列中有所述聯合使用定時器調度時發送所述聯合使用定時器超時響應消息。
其中，所述步驟O還包含如下子步驟O1判斷從所述發送處理模塊獲取所述聯合使用定時器定時請求消息是否成功，如果是則進入步驟O2，否則結束步驟O；O2計算當前虛通道的超時時間並將聯合使用定時器調度寫入所述調度時間隊列。
所述步驟P還包含如下子步驟P1從所述隊列管理模塊獲取所述調度請求消息，計算發送時間並寫入所述調度時間隊列；P2讀取所述調度時間隊列，並判斷所述調度時間隊列中是否有所述聯合使用定時器調度，如果是則構造並向所述發送處理模塊發送所述聯合使用定時器超時響應消息後進入步驟P3，否則直接進入步驟P3；P3構造並向所述隊列管理模塊發送所述調度響應消息。
本發明還提供了一種發送處理模塊構成公共部分子層協議數據單元的方法，包含以下步驟Q判斷所述發送處理模塊獲取新的數據包是否成功，如果是進行異步傳輸模式適配層協議處理，否則進入步驟R；R獲取所述聯合使用定時器超時響應消息並進行聯合使用定時器超時的處理。
其中，所述步驟Q還包含以下子步驟Q1若所述發送處理模塊獲取新的數據包成功則進行異步傳輸模式適配層協議處理後進入步驟Q2，否則結束所述步驟Q；Q2判斷是否能夠構成完整的公共部分子層協議數據單元，如果是則進入步驟Q3，否則進入步驟Q4；Q3清除當前虛通道的聯合使用定時器標誌，構造並向所述隊列管理模塊發送所述協議數據單元消息後結束所述步驟Q；Q4判斷當前虛通道是否啟動聯合使用定時器標誌，如果是則結束所述步驟Q，否則設置當前虛通道的聯合使用定時器標誌並向所述流量控制模塊發送所述聯合使用定時器定時請求消息後結束所述步驟Q。
所述步驟R還包含以下子步驟R1從所述流量控制模塊獲取所述聯合使用定時器超時響應消息並判斷當前虛通道的所述聯合使用定時器標誌是否未被清除，如果是則填充發送當前虛通道的公共部分子層協議數據單元並清除當前虛通道的所述聯合使用定時器標誌後進入步驟R2，否則直接進入步驟R2；R2判斷當前虛通道的數據包是否處理結束，如果是則不獲取新的數據包並繼續處理直至當前虛通道的數據包完全處理結束，否則結束所述步驟R。
通過比較可以發現，本發明的技術方案與現有技術的區別在於，本發明方案利用了網絡處理器中的多個微處理器陣列的特點，結合ATM流量控制的調度模塊，通過預先定義了格式的消息在各個獨立的微處理器控制的模塊間進行信息的交互，在幾乎不寫任何代碼的情況下，完全實現Timer_CU的功能。
這種技術方案上的區別，帶來了較為明顯的有益效果，即本發明不但完全實現了Timer_CU的功能，而且編寫代碼的工作量大大減小，使得系統的開發周期大大縮短，節約了系統的成本，同時本發明不增加任何內存的消耗和處理器時間的浪費，保證非常高的精度和系統的穩定性。
圖1為簡化的ATM協議分層示意圖；圖2為AAL2協議的分層結構圖；圖3為CPS分組格式的示意圖；圖4為AAL2各子層的數據處理過程；圖5為AAL2協議中CPS分組的復用過程；圖6為根據本發明方案一的一個較佳實施例的在AAL2中實現Timer_CU功能的系統組成示意圖；圖7為根據本發明方案一的一個較佳實施例的在AAL2中實現Timer_CU功能的系統的流量控制模塊的工作流程圖；圖8和圖9為根據本發明方案一的一個較佳實施例的在AAL2中實現Timer_CU功能的系統的隊列管理模塊的工作流程圖；；圖10為根據本發明方案一的一個較佳實施例的在AAL2中實現Timer_CU功能的系統的發送處理模塊的工作流程圖；圖11為根據本發明方案二的一個較佳實施例的在AAL2中實現Timer_CU功能的系統組成示意圖；圖12為根據本發明方案二的一個較佳實施例的在AAL2中實現Timer_CU功能的系統的隊列管理模塊的工作流程圖；
圖13為根據本發明方案二的一個較佳實施例的在AAL2中實現Timer_CU功能的系統的流量控制模塊的工作流程圖；圖14為根據本發明方案二的一個較佳實施例的在AAL2中實現Timer_CU功能的系統的發送處理模塊的工作流程圖。
具體實施例方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步地詳細描述。
本方案的實現思想如下本方案利用網絡處理器中的多個微處理器陣列的特點，各個模塊進行並行的處理，通過模塊連接的接口中的信息，結合ATM流量控制的調度模塊完全實現Timer_CU功能。
根據上述發明構思，有兩種方案都可以實現在AAL2中實現Time_CU功能。兩種發明方案的系統組成在系統模塊的連接和接口定義上稍有不同，相應的流程也不同，為了便於理解，下文分別以發明方案一和發明方案二來區別。
發明方案一中，網絡處理器中幾個單獨的微處理器並行處理，這些微處理器所控制的不同模塊之間通過高速接口緩衝區進行通信以交換消息。在發送的消息中設置發送標誌S、出列標誌D和Timer_CU調度標誌T，通過這些標誌判斷是何種類型的調度消息，各模塊通過調度消息的類型來決定相應的操作，例如從隊列中出列緩衝區操作、Timer_CU超時操作等。
下面結合本發明的較佳實施例來說明本發明方案一。
根據本發明方案一的一個較佳實施例的實現Timer_CU功能的系統組成和連接方式如圖6所示。
實現Timer_CU功能的發明方案一的系統包含如下模塊分組隊列11，隊列管理模塊12，流量控制模塊13，發送處理模塊14，ATM模塊15。
上述各個模塊之間通過接口緩衝區交互信息。其中，發送處理模塊14通過高速接口A緩衝區向隊列管理模塊12發送消息；隊列管理模塊12通過接口B緩衝區向發送處理模塊14發送消息；隊列管理模塊12通過接口C緩衝區向流量控制模塊13發送消息；流量控制模塊13通過接口D緩衝區向隊列管理模塊12發送消息；隊列管理模塊12從接口E緩衝區中接收來自AAL2上層協議或其它模塊的數據包。
在發明方案一的一個較佳實施例中，整個處理過程包含三種調度消息發送調度、出列調度和Timer_CU調度，分別通過設置消息中的發送標誌S、出列標誌D和Timer_CU調度標誌T實現。下面結合各個模塊說明幾種調度消息。
發送調度指不對分組隊列11進行操作的調度，只進行發送處理；出列調度是指需要從分組隊列11中出列緩衝區給發送處理模塊14處理的調度；Timer_CU調度指該VC中的所有包都已經發送完，沒有新的數據可以處理，但當前的CPS-PDU還沒有完成，此時啟動Timer_CU並發出的等待調度，如果有新的緩衝區在隊列中該調度也需要從VC隊列中出列一個新的緩衝區給發送處理模塊14處理。
下面說明各個接口緩衝區中的消息結構。
接口A中的消息結構如下表
接口B中的消息結構如下表
接口C中的消息結構如下表
接口D中的消息結構如下表
接口E中的消息結構如下表
在本發明方案一的具體實施時，還涉及到VC隊列描述符QD，VC隊列描述符QD的結構如下表
在本發明方案一的一個較佳實施例中，各消息中的標誌S為1表示發送調度消息，D為1表示出列調度消息，T為1表示Timer_CU調度消息。VCIndex表示該消息要調度的VC索引編號，取AAL2類型的VC範圍內的值。接口B中的Buffer Handle表示緩衝區描述符的指針，為0表示空，不為0表示有效的緩衝區，出列的緩衝區從1開始按順序填，不足5個時，後邊的清0。AAL Type表示此VC的AAL類型，包括AAL0、AAL1、AAL2、AAL5等，分別取值0、1、2、5。
分組隊列11用來以隊列的形式存放來自其他模塊或上層協議的數據包。分組隊列11是按照VC管理的，每條VC一個隊列，數據以包為單位，每個包可能佔多個緩衝區，這些緩衝區依次串起來，存放著每個包的每個緩衝區描述符的地址及其他必要信息，用VC隊列描述符QD加以描述。其中，隊列中每個緩衝區所存的數據包都比較小，每個緩衝區中存放的數據都不足以填滿一個信元。例如，在本發明方案一的一個較佳實施例中，每個緩衝區存放的數據為10位元組。
隊列管理模塊12用來將接收的待發分組存入分組隊列11並在適當時候將緩衝區的數據出列，設置或清除VC隊列中消息中的標誌位，從各個接口緩衝區接收調度消息並做相應的處理，管理各種調度並通過各個接口緩衝區向相應的模塊發送按照各個接口預先定義的調度消息。例如，在本發明方案一的一個較佳實施例中，一個新的數據包從接口E緩衝區到達隊列管理模塊12，隊列管理模塊12將該包的所有緩衝區放到分組隊列11中，即進行入列操作。如果該VC的隊列由空變為非空，並且隊列中沒有出列標誌D，則通過接口C緩衝區向流量控制模塊13發送一個出列調度請求，並在VC隊列中設置出列標誌D；如果VC隊列原來就為非空，或者隊列中有出列標誌D，則只進行入列操作。又例如，在本發明方案一的一個較佳實施例中，隊列管理模塊12接收接口D緩衝區中的消息，如果是發送調度，則通過接口B緩衝區發送調度消息給發送處理模塊14。如果是出列調度消息，則檢查分組隊列11中存儲的出列標誌D，如果沒有，則構造發送調度消息給發送處理模塊14；如果有，則從分組隊列11中出列最多五個新的緩衝區，和調度消息一起通過接口B緩衝區傳遞給發送處理模塊14，並清除VC隊列描述符QD中的出列標誌D。如果出列新緩衝區失敗，說明VC隊列是空的，沒有新數據包到達，則清除QD中的出列標誌D，並構造發送調度消息給發送處理模塊14。隊列管理模塊12從接口A緩衝區中接收發送處理模塊14的請求消息，如果是發送調度，就通過接口C緩衝區轉給流量控制模塊13，進行新的調度處理。如果是出列調度，且VC隊列的QD中沒有出列標誌D，就在VC隊列的QD中設置出列標誌D，然後發送出列調度請求給流量控制模塊13，進行調度處理；如果QD中已有出列標誌D，則丟棄該調度請求。如果是Timer_CU調度請求T，隊列管理模塊12在VC隊列QD中設置Timer_CU標誌T和出列標誌D，然後發送Timer_CU調度請求給流量控制模塊13。
流量控制模塊13負責從接口C緩衝區中接收消息並根據消息的內容進行相應的處理，或在完成相應的調度時刻的計算後根據計算結果構造相應的調度消息發送。在本發明方案一的一個較佳實施例中，流量控制模塊13從接口C緩衝區中得到請求消息後，如果是發送調度請求或者出列調度請求，則按該VC的流量參數，進行正常的調度。如果是Timer_CU調度請求消息，必須根據該VC的流量參數和Timer_CU定時器配置參數，計算出正規調度和Timer_CU調度兩個調度的具體時刻，如果兩個調度消息的時刻重疊，或者Timer_CU調度時刻比正規的調度時刻早，則執行一次Timer_CU調度。否則說明Timer_CU調度時刻比正規的調度時刻晚，則當作出列調度和Timer_CU調度兩次處理，即先做一次出列調度，再做一次Timer_CU調度。
發送處理模塊14負責從接口B緩衝區中接收調度消息，對緩衝區中的數據進行AAL2的協議處理以生成CPS-PDU並提交ATM模塊15處理，根據處理結果通過接口A緩衝區向隊列管理模塊12發送相應的調度請求。在本發明方案一的一個較佳實施例中，如果在對緩衝區中的數據進行AAL2的協議處理時發現該緩衝區沒有處理完，則通過接口A緩衝區向隊列管理模塊12發送新的發送調度請求。如果當前緩衝區已經處理完，暫存的緩衝區少於五個，則通過接口A緩衝區發送出列調度請求。如果該VC沒有數據可發送，暫存的緩衝區已經處理完，說明下次沒有數據可發送，就通過接口A緩衝區發送Timer_CU調度請求。又例如，在本發明的一個較佳實施例中，發送處理模塊14接收到調度消息後，如果處於Timer_CU的等待周期中，且從接口B緩衝區中得到帶有新的緩衝區的Timer_CU調度或出列調度，則進行發送處理。如果是Timer_CU超時調度，且當前VC沒有數據可發送，則將CPS-PDU用0填充滿後給ATM模塊15處理，如果當前VC有可發送的數據，則直接退出Timer_CU等待周期。如果不處於Timer_CU的等待周期中，則進行正常調度處理，分為發送調度和出列調度，發送調度就從當前緩衝區中發送一個信元，出列調度就將消息中的緩衝區更新為當前緩衝區，發送一個信元。如果在Timer_CU調度中出現數據不夠發一個完整的CPS-PDU，則發送出列調度消息給隊列管理模塊12。
ATM模塊15負責接收發送處理模塊14處理後的CPS-PDU並進行相應的ATM層的處理。此模塊和通用的ATM層的模塊完全相同，在此不多說明。
本發明方案一的一個較佳實施例的實現Timer_CU功能的系統中，流量控制模塊13的工作流程圖如圖7。該模塊由獨立的微處理器控制其工作並完成如下的流程首先進入步驟110，調度當前時隙並通過接口D緩衝區向隊列管理模塊12發送調度消息。其中，在本發明方案一的一個較佳實施例中，當前時隙和所發送調度消息的類型已經由流量控制模塊13根據相應的規則確定。
接著進入步驟110，從接口C緩衝區中讀取調度請求消息。在本發明方案一的一個較佳實施例中，如上述接口C中的消息結構表所示，從接口C緩衝區中讀取的調度請求消息包含了VC的類型，發送調度消息、出列調度消息和Timer_CU調度消息的標誌等信息，下面各步驟的處理就是根據接收到消息的這些信息來進行相應的處理。
接著進入步驟120，判斷VC的類型是否為AAL2，如果是則進入步驟160，否則進入步驟130。在本發明方案一的一個較佳實施例中，只對AAL2使用Timer_CU，因此主要對AAL2進行處理。
在步驟130中，讀取VC的流量參數。在本發明方案一的一個較佳實施例中，每個VC的流量參數都是根據該VC的業務和用戶請求的不同事先設定好，在讀取時只需要在表中查找即可。接著進入步驟140。
在步驟140中，計算峰值信元速率(Peak Cell Rate，簡稱「PCR」)或者平均信元速率(Sustained Cell Rate，簡稱「SCR」)調度的時刻。其中，按照PCR還是SCR來計算調度時刻取決於系統的配置。接著進入步驟150。
在步驟150中，構造調度消息。在本發明方案一的一個較佳實施例中，本步驟根據計算出的PCR或SCR時刻來進行正常的調度，該調度消息構造後的格式如接口D緩衝區中的消息結構。接著進入步驟220。
在步驟160中，讀取VC的流量參數和Timer_CU參數。在本發明方案一的一個較佳實施例中，VC的流量參數和Timer_CU參數由該VC所承載的業務和用戶的請求事先決定。接著進入步驟170。
在步驟170中，判斷調度消息是否為Timer_CU調度，如果是則進入步驟180，否則進入步驟140。在本發明方案一的一個較佳實施例中，本步驟的判斷通過從接口C緩衝區中接收的消息中的Timer_CU調度標誌T來判斷，如果T為1則為Timer_CU調度。
在步驟180中，計算PCR或SCR調度和Timer_CU調度的時刻。在本發明方案一的一個較佳實施例中，這些調度的時刻都是由當前VC的一些參數決定。接著進入步驟190。
在步驟190中，判斷Timer_CU調度是否在PCR或SCR調度之後，如果是則進入步驟200，否則進入步驟210。在本發明方案一的一個較佳實施例中，如果Timer_CU調度時刻早於或等於PCR或SCR調度時刻，則說明進行Timer_CU調度之後才會出現PCR或SCR調度，因此構造的調度消息中只需要Timer_CU調度而不需要出列調度，否則兩個調度均需要。
在步驟200中，構造Timer_CU調度消息和出列調度消息。在本發明方案一的一個較佳實施例中，Timer_CU調度消息和出列調度消息的構造通過設置相應的標誌T和D來實現。接著進入步驟220。
在步驟210中，構造Timer_CU調度消息。在本發明方案一的一個較佳實施例中，Timer_CU調度消息的構造通過設置相應的標誌T來實現。接著進入步驟220。
在步驟220中，將調度消息寫入調度隊列的時隙。接著進入步驟100。在本發明方案一的一個較佳實施例中，步驟220中要寫入的調度消息已經由前面一些步驟根據相應的規則構造好，例如步驟150、步驟210和步驟220中均進行調度消息構造的處理。
在流量控制模塊13的微處理器的控制下，這些步驟周而復始完成流量控制模塊13的處理流程。
本發明方案一的一個較佳實施例的實現Timer_CU功能的系統中，隊列管理模塊12處理流程如圖8和圖9。該模塊由其模塊中的微處理器控制其工作並完成如下的流程首先進入步驟300，從接口D緩衝區中讀取調度消息。在本發明方案一的一個較佳實施例中，接口D緩衝區中的調度消息由流量控制模塊13發出，具體可以參照前面流量控制模塊13的處理流程，該調度消息的結構為接口D中的消息結構，包括VC類型，調度消息等信息。
接著進入步驟310，判斷VC類型是否為AAL2，如果是則進入步驟320，否則進入步驟470。在本發明方案一的一個較佳實施例中，由於只是對AAL2進行Timer_CU的相關操作，因此如果VC類型不是AAL2則直接按照其它類型進行處理，即進入步驟470。
在步驟320中，判斷是否是Timer_CU調度，如果是則進入步驟330，否則進入步驟380。在本發明方案一的一個較佳實施例中，該步驟的判斷通過檢測從接口D緩衝區中讀取調度消息的Timer_CU調度標誌T來確定。
在步驟330中，從VC隊列的VC隊列描述符QD中讀取Timer_CU標誌和出列標誌。在本發明方案一的一個較佳實施例，QD的結構如前所述，其中Timer_CU標誌和出列標誌分別用T和D表示。接著進入步驟340。
在步驟340中，判斷是否有出列標誌，如果有則進入步驟350，否則進入步驟370。在本發明方案一的一個較佳實施例中，在該步驟中如果沒有出列標誌，則表示不需要進行出列操作。
在步驟350中，從VC隊列中出列最多5個緩衝區。需要說明的是，在本發明方案一的一個較佳實施例中，由於每個緩衝區中存放的數據都不足以發送一個信元，這時，就導致每個信元發送都要進行多次調度。從整體看來，即使數據足夠多，都在VC的隊列中，VC的速率也會降低。如果每個緩衝區中存放的數據都很少，假如只有10位元組左右，每個信元需要約4次調度才能發送出去，這樣的結果是VC的速率降低為五分之一。緩衝區中的數據越少，則降低越多。為了避免這種問題發生，在本發明的一個較佳實施例中，在隊列管理模塊12中，每次出列操作時，從隊列中最多取出5個緩衝區，如果隊列中的緩衝區數少於5個，則有幾個取幾個，通過高速接口緩衝區環B傳遞給發送處理模塊14。發送處理模塊14在發現緩存的緩衝區數少於5個，或者剩餘可發送的字節數不夠一個信元時，就向隊列管理模塊12發送出列調度請求。這樣處理後，可以大大減少對VC隊列的出列操作次數，將大部分出列調度轉為簡單的發送調度，減少了隊列管理模塊12的負擔。並保證了VC的速率不會下降。接著進入步驟360。
在步驟360中，判斷是否獲得新的緩衝區，如果是則進入步驟440，否則進入步驟370。在本發明方案一的一個較佳實施例中，該步驟即判斷VC隊列中是否還有數據，如果沒有則標明當前的一個信元還沒有填滿，但已經沒有數據可以填充。
在步驟370中，構造Timer_CU超時消息。因為此時Timer_CU標誌和出列標誌都有效，而出列不成功，因此Timer_CU超時，需要構造Timer_CU超時消息。接著進入步驟460。
在步驟380中，判斷是否是出列調度，如果是則進入步驟390，否則進入步驟440。在本發明方案一的一個較佳實施例中，該判斷通過接口D中消息的出列標誌D來判斷，如果D是1則是，否則不是。
在步驟390中，從VC隊列的QD中讀取出列標誌。接著進入步驟400。需要說明的是，此處所讀取的標誌為VC隊列QD中的出列標誌而非接口D中消息的出列標誌。
在步驟400中，判斷是否有出列標誌，如果有則進入步驟410，否則進入步驟430。此處判斷的出列標誌也是VC隊列QD中的出列標誌，在本發明方案一的一個較佳實施例中，以1表示有出列標誌。
在步驟410中，從VC隊列中出列最多5個緩衝區。該步驟若成功會將分組隊列11中的緩衝區出列至多5個發送到接口B緩衝區。接著進入步驟420。
接著進入步驟420，判斷是否獲得新的緩衝區，如果有則進入步驟440，否則進入步驟430。該步驟即判斷出列操作是否成功，即VC隊列中是否還有數據可以出列。
在步驟430中，將出列調度改為發送調度，構造發送調度消息。該步驟構造的消息將通知發送處理模塊14進行發送調度的相關操作。接著進入步驟450。
在步驟440中，構造發送調度消息。接著進入步驟450。
在步驟450中，通過接口B緩衝區發送調度消息給發送處理模塊14。本步驟發送的調度消息由前面的步驟構建。接著進入步驟460。
在步驟460中，從接口A緩衝區中讀取發送處理模塊14的請求消息。在本發明方案一的一個較佳實施例中，接口A緩衝區中的數據格式如前所述。接著進入步驟480。
在步驟470中，按照其它類型處理。在本發明方案一的一個較佳實施例中，只有AAL2的處理和公知的方法不同，其它類型的處理方法相同。接著進入步驟550。
在步驟480中，判斷是否為Timer_CU調度請求，如果是則進入步驟490，否則進入步驟500。該判斷同樣是根據接口A中接收的消息的Timer_CU標誌來判斷，在本發明方案一的一個較佳實施例中，Timer_CU標誌T為1表示是Timer_CU調度。
在步驟490中，在VC隊列的QD中設置Timer_CU調度標誌和出列調度標誌。在本發明方案一的一個較佳實施例中，該步驟通過將VC隊列的QD的Timer_CU調度標誌T和出列標誌D置1實現。接著進入步驟530。
在步驟500中，判斷是否為出列請求，如果是則進入步驟510，否則進入步驟530。本步驟的判斷通過檢測接口A接收的消息的出列調度標誌實現。
在步驟510中，判斷VC隊列的QD中是否有出列標誌，如果有則進入步驟550，否則進入步驟520。在本發明方案一的一個較佳實施例中，以D等於1表示QD中有出列標誌。
在步驟520中，在VC隊列的QD中設置出列標誌。在本發明方案一的一個較佳實施例中，該步驟通過將QD中的D標誌位置1實現。接著進入步驟530。
在步驟530中，構造調度請求消息。該調度請求消息將在下面的步驟中傳送給流量控制模塊13。接著進入步驟540。
在步驟540中，通過接口C緩衝區將調度請求消息傳送給流量控制模塊13。該步驟所發送的調度請求消息為前面步驟按照一定規則所構造好的。接著進入步驟550。
在步驟550中，從接口E緩衝區中接收新到達的數據包。其中，接口E緩衝區的數據包來自其它模塊或者上層協議，例如A級、B級、C級、D級四種不同的用戶業務所傳送的數據包。接著進入步驟560。
在步驟560中，判斷VC類型是否為AAL2，如果是則進入步驟570，否則進入步驟630。
在步驟570中，從該VC隊列的QD中讀取出列標誌及隊列中的緩衝區數。該步驟是為了將接收數據存入隊列做獲取初試參數。接著進入步驟580。
在步驟580中，判斷隊列是否為空，如果是則進入步驟620，否則進入步驟590。該步驟的隊列是否為空可以通過察看QD中的Packet Counter得知。
在步驟590中，判斷該VC隊列的QD是否有出列標誌，如果是則進入步驟620，否則進入步驟600。在本發明方案一的一個較佳實施例中，該步驟通過查詢VC隊列的QD中的出列標誌D是否為1實現。
在步驟600中，構造出列標誌並在QD中設置出列標誌並將緩衝區存入隊列。該步驟即將VC隊列的QD出列標誌置1。接著進入步驟610。
在步驟610中，通過接口C緩衝區傳遞調度請求消息給流量控制模塊13。接著進入步驟300。
在隊列管理模塊12的微處理器控制下，這些步驟周而復始從各個輸入接口接收消息並完成相應的處理。
本發明方案一的一個較佳實施例的實現Timer_CU功能的系統中，發送處理模塊14的工作流程如圖10。該模塊由其模塊中的微處理器控制其工作並完成如下的流程首先進入步驟700，從接口B緩衝區中讀取調度消息。在本發明方案一的一個較佳實施例中，接口B緩衝區的調度消息的格式如前所述。接著進入步驟710。
在步驟710中，判斷是否為出列調度，如果是則進入步驟720，否則進入步驟730。在本發明方案一的一個較佳實施例中，該步驟中的判斷通過檢測接口B緩衝區中接收的調度消息的出列標誌D實現。
在步驟720中，將接口B緩衝區中傳來的數據緩衝區暫存並構造CPS-PDU發送。在本發明方案一的一個較佳實施例中，通過接口B緩衝區傳來的數據緩衝區的指針獲得數據構造CPS-PDU並在構造完成後發送給ATM模塊15。接著進入步驟800。
在步驟730中，判斷是否為Timer_CU調度，如果是則進入步驟750，否則進入步驟740。在本發明方案一的一個較佳實施例中，該步驟中的判斷通過檢測接口B緩衝區中接收的調度消息的Timer_CU調度標誌T實現。
在步驟740中，構造CPS-PDU發送給ATM模塊15。接著進入步驟800。
在步驟750中，停止Timer_CU。在本發明的一個較佳實施例中，通過將接口B緩衝區中接收的調度消息的Timer_CU調度標誌清零實現。接著進入步驟760。
在步驟760中，判斷是否為超時消息，如果是則進入步驟780，否則進入步驟770。在本發明方案一的一個較佳實施例中，通過消息中的T標誌判定是否超時。
在步驟770中，暫存新緩衝區並構造CPS-PDU發送。接著進入步驟800。
在步驟780中，判斷當前VC是否還有數據可以發送，如果是則進入步驟700，否則進入步驟790。在本發明方案一的一個較佳實施例中，通過讀取VC隊列的QD中的Packet Counter來判斷是否還有數據可以發送。
在步驟790中，填充CPS-PDU發送並停止Timer_CU。在本發明方案一的一個較佳實施例中，通過將接口B緩衝區中接收的消息的Timer_CU調度標誌清零實現停止Timer_CU。接著進入步驟700。
在步驟800，判斷能否填滿一個CPS-PDU，如果是則進入步驟830，否則進入步驟810。上述構造CPS-PDU的步驟720、步驟740和步驟770均進入該步驟，在該步驟中判斷CPS-PDU是否被數據填滿。
在步驟810中，判斷是否已經啟動Timer_CU，如果是則進入步驟850，否則進入步驟820。在本發明方案一的一個較佳實施例中，通過判斷消息中的Timer_CU調度標誌位是否為1來實現，如果是1則已經啟動，否則沒有啟動。
在步驟820中，構造Timer_CU調度請求消息。其中，該步驟所構造的Timer_CU調度請求消息格式如前面所述的接口A中的消息結構。接著進入步驟860。
在步驟830中，判斷暫存緩衝區是否小於5個，如果是則進入步驟850，否則進入步驟840。在本發明方案一的一個較佳實施例中，如果暫存緩衝區小於5個，暫存緩衝區中的數據就有可能不能填滿一個CPS-PDU包。
在步驟840中，構造發送調度請求消息。該步驟是在暫存緩衝區足夠，能夠填滿一個CPS-PDU包時執行。該步驟通過設置接口A緩衝區中的發送調度標誌D實現。接著進入步驟860。
在步驟850中，構造出列調度請求消息。該步驟通過設置接口A緩衝區中的發送標誌S實現。接著進入步驟860。
在步驟860中，通過接口A發送調度請求消息給隊列管理模塊12。該步驟所發送的調度請求消息由上述步驟預先設定。接著進入步驟700。
在發送處理模塊14中的微處理器控制下，這些步驟周而復始的完成發送處理模塊14的處理流程。
根據上面所述的方案，熟悉本領域的技術人員可以理解，可以將其中的隊列管理模塊12去除，由發送處理模塊14直接管理AAL2類型的VC緩衝區隊列，這樣可以減少消息傳遞的接口。
發明方案二中，網絡處理器中幾個單獨的微處理器並行處理，這些微處理器所控制的不同模塊之間通過接口緩衝區進行通信以交換消息。不同接口的信息代表不同的調度消息，各個模塊之間依據接收的調度消息進行相關的操作。其中，需要說明的是，在調度消息中需要指出對哪個VC進行操作。
根據本發明方案二的一個較佳實施例的實現Timer_CU功能的系統組成和連接方式如圖11所示。
根據本發明方案二的一個較佳實施例的實現Timer_CU功能的系統包含分組隊列21，隊列管理模塊22，流量控制模塊23，發送處理模塊24，ATM模塊25。
發送處理模塊24通過接口H緩衝區發送CPS-PDU消息給隊列管理模塊22；隊列管理模塊22通過接口I緩衝區發送調度請求消息給流量控制模塊23；流量控制模塊23通過接口J緩衝區發送調度響應消息給隊列管理模塊22；發送處理模塊24從高速接口E緩衝區接收來自AAL2上層協議或其它模塊的數據包；流量控制模塊23通過接口F緩衝區發送Timer_CU超時響應消息給發送處理模塊24；發送處理模塊24通過接口G緩衝區發送Timer_CU定時請求消息給流量控制模塊23；隊列管理模塊22對分組隊列21進行入列和出列操作；隊列管理模塊22向ATM模塊25發送CPS-PDU。
在本發明的一個較佳實施例中，各個接口緩衝區的消息結構分別如下接口H中的消息結構如下表
接口I中的消息結構如下表
接口J中的消息結構如下表
接口E中的消息結構如下表
接口F中的消息結構如下表
接口G中的消息結構如下表
其中，各個接口的消息中的VC Index表示當前消息的VC編號，根據此編號可以區分不同的VC。
其中，分組隊列21用來以隊列的形式存放待發送的CPS-PDU。在本發明方案二的一個較佳實施例中，分組隊列21是按照VC管理的，每條VC一個隊列，每個CPS-PDU佔用一個緩衝區，即緩衝區的大小為48位元組。
隊列管理模塊22管理分組隊列2中的隊列，從接口H緩衝區和接口J緩衝區中獲得消息並進行相應的處理。其中，從接口H緩衝區中接收的消息為CPS-PDU消息，需要進行入列等操作；從接口J緩衝區中接收的消息為調度響應消息，需要進行出列、發送CPS-PDU等操作。
流量控制模塊23管理調度時間隊列，計算VC的發送時間，從接口I緩衝區和接口G緩衝區中獲取相應的消息並進行相應的處理。其中，從接口I緩衝區中接收的消息為隊列管理模塊22的調度請求消息，需要進行調度時間隊列的管理等操作；從接口G緩衝區中接收的消息為發送處理模塊24的Timer_CU定時請求消息，需要進行調度時間隊列的入列操作。
發送處理模塊24負責AAL2協議的處理，接收來自AAL2上層協議或其它模塊的數據包並形成CPS-PDU，在超時時填充CPS-PDU並進行相應的處理。其中，按照AAL2協議的規定，接收的數據包先經過SSCS層的處理後再經CPS層的處理後形成CPS-PDU。
ATM模塊25負責接收發送處理模塊24處理後的CPS-PDU並進行相應的ATM層的處理。此模塊和通用的ATM層的模塊完全相同，在此不多說明。
下面結合各個模塊的具體實現流程來說明本發明方案二。
根據本發明方案二的一個較佳實施例的實現Timer_CU功能的系統的隊列管理模塊22的工作流程如圖12所示。
首先進入步驟900，隊列管理模塊22從接口H緩衝區中獲取新到達的CPS-PDU消息。其中，CPS-PDU消息的格式如前文所述接口H中的消息結構，該消息由發送處理模塊24生成。
接著進入步驟910，判斷該VC所屬隊列是否已經發送調度請求消息，如果是則進入步驟930，否則進入步驟920。其中，接口I緩衝區中的消息即為調度請求消息。
在步驟920中，隊列管理模塊22構造調度請求消息並通過接口I發送。其中，調度請求消息構造的規則如前所述。
在步驟930中，隊列管理模塊22將該CPS-PDU入列。在本發明方案二的一個較佳實施例中，CPS-PDU通過接口I接收的CPS-PDU消息中的CPS-PDU緩衝區指針得到，然後隊列管理模塊22將該CPS-PDU存儲到分組隊列21中。
接著進入步驟940，隊列管理模塊22從接口J緩衝區中獲取調度響應消息。其中，調度響應消息的格式如前接口J中的消息結構所示。
接著進入步驟950，出列一個CPS-PDU。在本發明方案二的一個較佳實施例中，由接收到的調度響應消息中獲得VC標號，然後隊列管理模塊22從分組隊列21對應的VC隊列中出列一個CPS-PDU。
接著進入步驟960，將出列的CPS-PDU發送給ATM模塊25。
接著進入步驟970，判斷隊列是否為空，如果是則進入步驟900，否則進入步驟980。其中所判定的隊列即前面步驟中的VC隊列。
在步驟980中，隊列管理模塊22構造調度請求消息並通過接口I發送。其中，調度請求消息的構造規則如前接口I中的消息結構所述。
這些步驟周而復始的實現發明方案二的實現Timer_CU功能的系統的隊列管理模塊22的工作流程。
根據本發明方案二的一個較佳實施例的實現Timer_CU功能的系統的流量控制模塊23的工作流程如圖13所示。
首先進入步驟A00，判斷接口G緩衝區是否為空，如果是則進入步驟A30，否則進入步驟A10。其中，接口G緩衝區中的消息格式如前所述。
在步驟A10中，流量控制模塊23從接口G緩衝區中獲得Timer_CU定時請求消息。其中，Timer_CU定時請求消息由發送處理模塊24生成並發送。
接著進入步驟A20，計算超時時間並寫入調度時間隊列，處理完該步驟後進入步驟A30。其中，超時時間隊列由流量控制模塊23管理。
在步驟A30中，從接口I中獲得調度請求消息。其中，調度請求消息由隊列管理模塊22生成並發送。
接著進入步驟A40，根據流量參數計算發送時間並寫入調度時間隊列。其中，發送時間由流量控制模塊23根據VC的相關參數確定。
接著進入步驟A50，讀取當前調度時間隊列。其中，當前調度時間隊列是指在時間隊列中，在當前時間需要處理的VC。
接著進入步驟A60，判斷隊列中是否有Timer_CU調度消息，如果是則進入步驟A70，否則進入步驟A80。其中，當前隊列的Timer_CU調度消息通過隊列中VC對應的標誌來確定。
在步驟A70中，流量控制模塊23向接口F緩衝區發送Timer_CU超時響應消息，接著進入步驟A80。其中，Timer_CU超時響應消息的格式如前接口F中的消息結構所示。
在步驟A80中，流量控制模塊23向接口J緩衝區發送調度響應消息。其中，調度響應消息的格式如前接口J中的消息結構所示。接著進入步驟A00。
這些步驟周而復始實現本發明方案二的實現Timer_CU功能的系統的流量控制模塊23的工作流程。
根據本發明方案二的一個較佳實施例的實現Timer_CU功能的系統的發送處理模塊24的工作流程如圖14所示。
首先進入步驟B00，判斷是否從接口E緩衝區中成功獲取新數據包，如果是則進入步驟B10，否則進入步驟B80。其中，接口E緩衝區接收的數據包來自AAL2上層協議或其它模塊，這些數據包經AAL2協議處理後形成CPS-PDU。
在步驟B10中，AAL2協議進行SSCS層處理。其中，本步驟在SSCS子層完成，處理後形成SSCS-PDU。
接著進入步驟B20，進行AAL2協議CPS子層處理。其中，處理的規則可以參照相關協議。
接著進入步驟B30，判斷是否能夠構成完整的CPS-PDU，如果是則進入步驟B40，否則進入步驟B60。在本步驟中，如果不能構成完整的CPS-PDU則說明需要進入Timer_CU計時，如果能夠構成完整的CPS-PDU就可以將新生成的CPS-PDU存入隊列等待系統的調度發送。
在步驟B40中，清除Timer_CU啟動標誌。接著進入步驟B50。其中，Timer_CU標誌可以在發送處理模塊24中各個VC對應的描述中另外定義一個比特的標誌，以1來表示Timer_CU已經啟動，以0表示Timer_CU尚未啟動。
在步驟B50中，通過接口H發送CPS-PDU消息。接著進入步驟B80。其中，CPS-PDU消息的格式如前接口H中的消息結構所示，隊列管理模塊22通過CPS-PDU消息中的VC Index和CPS-PDU緩衝區指針獲得由發送處理模塊24新生成的CPS-PDU。
在步驟B60中，判斷是否已經啟動Timer_CU定時。接著進入步驟B70。在本發明方案二的一個較佳實施例中，該步驟通過發送處理模塊24中各個VC對應的Timer_CU標誌來判定是否已經啟動Timer_CU。
在步驟B70中，設置Timer_CU定時啟動標誌，通過接口G發送Timer_CU定時請求消息。接著進入步驟B80。其中，Timer_CU定時請求消息的格式如前接口G中的消息結構所示。
在步驟B80中，從接口F讀取Timer_CU超時響應消息。其中，Timer_CU超時響應消息的格式如前接口F中的消息結構所示。
接著進入步驟B90，判斷接口F中是否有消息並且該消息對應的VC的Timer_CU啟動標誌未被清除，如果是則進入步驟C00，否則進入步驟C10。需要說明的是，若接口F中的Timer_CU超時響應消息對應的VC的Timer_CU啟動標誌未被清除，說明該VC還沒有構成CPS-PDU，需要填充後形成CPS-PDU；若接口F中的Timer_CU超時響應消息對應的VC的Timer_CU啟動標誌已被清除，說明在Timer_CU定時期間該VC已經有新數據包到達並且已經構成了新的CPS-PDU，不需要進行超時處理。
在步驟C00中，發送處理模塊24將不滿的CPS-PDU填充後通過接口H發送並清除Timer_CU標誌。接著進入步驟C10。需要說明的是，為了節約接口緩衝區的空間，接口H發送的只是該CPS-PDU對應的VC信息和CPS-PDU的指針，消息格式如前接口H中的消息結構所示。
在步驟C10中，判斷當前VC的數據包是否處理結束，如果是則進入步驟B00，否則進入步驟B10。在本發明的一個較佳實施例中，只有在當前VC的數據包完全處理結束後才從接口E緩衝區中接收新的數據包。
這些步驟周而復始完成本發明方案二的實現Timer_CU功能的系統的發送處理模塊24的工作流程。
熟悉本領域的技術人員可以理解，上述三個並行的流程相互配合即可在AAL2中實現Timer_CU功能。
雖然通過參照本發明的某些優選實施例，已經對本發明進行了圖示和描述，但本領域的普通技術人員應該明白，可以在形式上和細節上對其作各種各樣的改變，而不偏離所附權利要求書所限定的本發明的精神和範圍。
權利要求
1.一種實現聯合使用定時器功能的系統，在異步傳輸模式適配層類型2中使用，其特徵在於，包含分組隊列，用於以隊列的形式按照不同的虛通道在緩衝區內存儲待發數據，管理虛通道的聯合使用定時器調度標誌和出列調度標誌；隊列管理模塊，用於接收新數據包，管理所述分組隊列，依據接收到的調度和所述分組隊列中的出列標記協調所述系統中其他模塊協同工作；流量控制模塊，用於處理所述隊列管理模塊的調度，計算調度時刻並決定是否使用聯合使用定時器；發送處理模塊，用於進行超時的判斷，生成並發送公共部分子層協議數據單元，根據處理結果生成並發送調度，並在沒有數據發送時申請使用聯合使用定時器。
2.根據權利要求1所述的實現聯合使用定時器功能的系統，其特徵在於，所述系統的調度包含發送調度、出列調度和聯合使用定時器調度，分別通過設定調度中的發送標誌、出列標誌和聯合使用定時器調度標誌實現；其中，所述發送調度不對所述分組隊列進行操作、只進行發送處理；所述出列調度從所述分組隊列中出列待發數據給所述發送處理模塊處理；所述聯合使用定時器調度在當前虛通道沒有待發數據但當前虛通道的公共部分子層協議數據單元還沒有完成時啟動聯合使用定時器，在有新的待發數據時從當前虛通道隊列中出列新的待發數據給所述發送處理模塊處理。
3.根據權利要求1所述的實現聯合使用定時器功能的系統，其特徵在於，所述隊列管理模塊為每個虛通道保存一個描述符，所述描述符用來記錄的內容包括隊列中緩衝區鏈的首指針、緩衝區隊列中緩衝區鏈的末指針、數據包個數、出列調度標誌和聯合使用定時器調度標誌。
4.根據權利要求1所述的實現聯合使用定時器功能的系統，其特徵在於，連接所述發送處理模塊和所述隊列管理模塊的兩個方向的接口、連接所述隊列管理模塊和所述流量控制模塊的兩個方向的接口中的信息包含異步傳輸模式適配層類型，虛通道的索引編號，發送調度標誌，出列調度標誌和聯合使用定時器調度標誌。
5.根據權利要求4所述的實現聯合使用定時器功能的系統，其特徵在於，所述隊列管理模塊向所述發送處理模塊發送消息的接口中的信息還包含最多5個隊列緩衝區描述符的指針。
6.根據權利要求1所述的實現聯合使用定時器功能的系統，其特徵在於，待發數據在所述分組隊列中以隊列形式存儲在緩衝區中，每個所述緩衝區中存放的數據少於一個公共部分子層協議數據單元所需要填充的數據。
7.根據權利要求6所述的實現聯合使用定時器功能的系統，其特徵在於，每個所述緩衝區存放10個字節的數據。
8.一種隊列管理模塊接收來自其它模塊的調度和上層的數據包並進行處理的方法，其特徵在於，所述隊列管理模塊的處理流程包含以下步驟A接收並處理流量控制模塊的調度，依照調度類型進行緩衝區出列操作，根據緩衝區出列操作的結果構造調度並發送給其他所述模塊；B接收並處理髮送處理模塊的調度，依照調度類型進行分組隊列中標誌的管理，並構造調度發送給其它所述模塊；C接收來自上層的數據包併入列到所述分組隊列，管理所述分組隊列中的標誌，構造並發送出列調度。
9.根據權利要求8所述的隊列管理模塊接收來自其它模塊的調度和上層的數據包並進行處理的方法，其特徵在於，所述步驟A還包含以下子步驟A1根據接收到的調度判斷當前虛通道類型是否為異步傳輸模式適配層類型2，如果是則繼續，否則直接按照其它適配層類型處理後結束所述步驟A；A2若調度的類型是聯合使用定時器調度，則進行聯合使用定時器調度處理；A3若調度的類型是發送調度，則構造發送調度並發送給所述發送處理模塊；A4若調度的類型是出列調度，則進行出列調度處理。
10.根據權利要求9所述的隊列管理模塊接收來自其它模塊的調度和上層的數據包並進行處理的方法，其特徵在於，步驟A2還包含以下子步驟A21判斷當前虛通道的出列標誌是否有效，如果是則進入步驟A22，否則構造超時調度發送給所述發送處理模塊後結束所述步驟A2；A22從當前虛通道的隊列中出列緩衝區，並判斷是否出列成功，如果是則構造發送調度發送給所述發送處理模塊後結束所述步驟A2，否則構造超時調度發送給所述發送處理模塊後結束所述步驟A2。
11.根據權利要求9所述的隊列管理模塊接收來自其它模塊的調度和上層的數據包並進行處理的方法，其特徵在於，步驟A4還包含以下子步驟A41判斷當前虛通道的出列標誌是否有效，如果是則進入步驟A42，否則進入步驟A44；A42從當前虛通道的隊列中出列緩衝區，並判斷是否出列成功，如果是則進入步驟A43，否則進入步驟A44；A43構造調度發送給所述發送處理模塊後結束所述步驟A4；A44構造發送調度發送給所述發送處理模塊後結束所述步驟A4。
12.根據權利要求8所述的隊列管理模塊接收來自其它模塊的調度和上層的數據包並進行處理的方法，其特徵在於，所述步驟B還包含以下子步驟B1判斷調度是否是發送調度，如果是則進入步驟B6，否則進入步驟B2；B2判斷調度是否是聯合使用定時器調度，如果是則進入步驟B3，否則進入步驟B4B3設置當前虛通道的聯合使用定時器調度標誌和出列調度標誌，接著進入步驟B6；B4判斷當前虛通道是否有出列標誌，如果有則結束，否則進入步驟B5；B5設置當前虛通道的出列調度標誌，接著進入步驟B6；B6構造調度並發送給所述流量控制模塊後結束所述步驟B。
13.根據權利要求8所述的隊列管理模塊接收來自其它模塊的調度和上層的數據包並進行處理的方法，其特徵在於，所述步驟C還包含以下子步驟C 1接收新數據包並判斷是否是異步傳輸模式適配層類型2，如果是則進入步驟C2，否則按其它類型處理後結束所述步驟C；C2判斷當前虛通道的隊列是否為空，如果是則進入步驟C3，否則進行入列操作後結束所述步驟C；C3判斷當前虛通道是否有出列調度標誌，如果有則進行入列操作，否則進入步驟C4；C4進行入列操作，構造出列調度，設置當前虛通道的出列調度標誌並向所述流量控制模塊發送出列調度後結束所述步驟C。
14.一種流量控制模塊接收來自隊列管理模塊的調度並進行處理的方法，其特徵在於，包含以下步驟D判斷從所述隊列管理模塊得到調度是否為發送調度或者出列調度，如果是則按當前虛通道的流量參數，進行正常的調度，否則進入步驟E；E根據當前虛通道的流量參數和聯合使用定時器配置參數，計算正規調度和聯合使用定時器調度的具體時刻，並判斷聯合使用定時器調度時刻是否比正規調度晚，如果是則進入步驟F，否則進入步驟G；F先構造出列調度，再構造聯合使用定時器調度並發送給所述隊列管理模塊；G構造聯合使用定時器調度並發送給所述隊列管理模塊。
15.一種發送處理模塊接收來自隊列管理模塊的調度並進行處理的方法，其特徵在於，所述發送處理模塊的處理流程包含以下步驟H判斷從所述隊列管理模塊中接收的調度是否為聯合使用定時器調度，如果是則進入步驟I，否則進入步驟K；I停止聯合使用定時器並判斷是否超時，如果是則進入步驟J，否則暫存新緩衝區並構造公共部分子層協議數據單元發送後進入步驟L；J判斷當前虛通道是否還有數據可以發送，如果有則返回步驟H，否則停止聯合使用定時器並填充公共部分子層協議數據單元發送後返回步驟H；K若是發送調度則構造公共部分子層協議數據單元發送後進入步驟L，否則暫存從所述隊列管理模塊傳來的緩衝區並構造公共部分子層協議數據單元發送後進入步驟L；L依據構造公共部分子層協議數據單元的結果構造調度。
16.根據權利要求15所述的發送處理模塊接收來自隊列管理模塊的調度並進行處理的方法，其特徵在於，步驟L還包含如下子步驟L1判斷是否填滿一個公共部分子層業務數據單元，如果是則進入步驟L2，否則進入步驟L3；L2判斷暫存緩衝區是否小於五個，如果是則構造出列調度，否則構造發送調度；L3判斷是否已經啟動聯合使用定時器，如果是則構造出列調度，否則構造聯合使用定時器調度；L4向所述隊列管理模塊發送調度後結束所述步驟L。
17.一種實現聯合使用定時器功能的系統，在異步傳輸模式適配層類型2中使用，其特徵在於，包含分組隊列，用於以隊列的形式按照不同的虛通道存放公共部分子層協議數據單元；隊列管理模塊，用於管理所述分組隊列，發送調度請求消息，並在得到調度響應消息後發送一個公共部分子層協議數據單元；流量控制模塊，用於在收到聯合使用定時器定時請求消息後開始定時，接收所述調度請求消息並響應所述調度響應消息，在超時時發送聯合使用定時器超時響應消息；發送處理模塊，用於管理聯合使用定時器標誌和虛通道，構成公共部分子層協議數據單元，發送協議數據單元消息給所述隊列管理模塊，在沒有數據時發送所述聯合使用定時器定時請求消息。
18.根據權利要求17所述的實現聯合使用定時器功能的系統，其特徵在於，所述協議數據單元消息、所述調度請求消息、所述調度響應消息、所述聯合使用定時器超時響應消息和所述聯合使用定時器定時請求消息包含區分不同的虛通道的虛通道編號。
19.根據權利要求18所述的實現聯合使用定時器功能的系統，其特徵在於，所述公共部分子層協議數據單元消息還包含公共部分子層協議數據單元緩衝區指針。
20.根據權利要求18所述的實現聯合使用定時器功能的系統，其特徵在於，所述聯合使用定時器定時請求消息還包含聯合使用定時器定時周期。
21.一種隊列管理模塊管理分組隊列並發送公共部分子層協議數據單元的方法，其特徵在於，包含以下步驟M獲取所述協議數據單元消息，將公共部分子層協議數據單元入列，並發送所述調度請求消息；N獲取所述調度響應消息，進行出列操作並在當前虛通道隊列為空是發送所述調度請求消息。
22.根據權利要求21所述的一種隊列管理模塊管理分組隊列並發送公共部分子層協議數據單元的方法，其特徵在於，所述步驟M還包含如下子步驟M1從所述發送處理模塊獲取所述協議數據單元消息並判斷所述公共部分子層協議數據單元消息所對應的虛通道是否已經發送調度請求消息，如果是則進入步驟M3，否則進入步驟M2；M2構造所述調度請求消息發送給所述流量控制模塊後進入步驟M3；M3將所述公共部分子層協議數據單元消息入列到所述分組隊列的當前虛通道隊列。
23.根據權利要求21所述的一種隊列管理模塊管理分組隊列並發送公共部分子層協議數據單元的方法，其特徵在於，所述步驟N還包含如下子步驟N1從所述流量控制模塊獲取所述調度響應消息；N2從所述分組隊列的當前虛通道隊列出列一個公共部分子層協議數據單元並發送；N3判斷所述分組隊列的當前虛通道隊列是否為空，如果是則構造所述調度請求消息並發送給所述流量控制模塊後結束所述步驟N，否則直接結束所述步驟N。
24.一種流量控制模塊進行定時管理和發送調度管理的方法，其特徵在於，包含以下步驟O獲取聯合使用定時器定時請求消息並管理調度時間隊列；P獲取調度請求消息並管理所述調度時間隊列，在所述調度時間隊列中有所述聯合使用定時器調度時發送所述聯合使用定時器超時響應消息。
25.根據權利要求24所述的一種流量控制模塊進行定時管理和發送調度管理的方法，其特徵在於，所述步驟O還包含如下子步驟O1判斷從所述發送處理模塊獲取所述聯合使用定時器定時請求消息是否成功，如果是則進入步驟O2，否則結束步驟O；O2計算當前虛通道的超時時間並將聯合使用定時器調度寫入所述調度時間隊列。
26.根據權利要求25所述的一種流量控制模塊進行定時管理和發送調度管理的方法，其特徵在於，所述步驟P還包含如下子步驟P1從所述隊列管理模塊獲取所述調度請求消息，計算發送時間並寫入所述調度時間隊列；P2讀取所述調度時間隊列，並判斷所述調度時間隊列中是否有所述聯合使用定時器調度，如果是則構造並向所述發送處理模塊發送所述聯合使用定時器超時響應消息後進入步驟P3，否則直接進入步驟P3；P3構造並向所述隊列管理模塊發送所述調度響應消息。
27.一種發送處理模塊構成公共部分子層協議數據單元的方法，其特徵在於，包含以下步驟Q判斷所述發送處理模塊獲取新的數據包是否成功，如果是進行異步傳輸模式適配層協議處理，否則進入步驟R；R獲取聯合使用定時器超時響應消息並進行聯合使用定時器超時的處理。
28.根據權利27所述的一種發送處理模塊構成公共部分子層協議數據單元的方法，其特徵在於，所述步驟Q還包含以下子步驟Q1若所述發送處理模塊獲取新的數據包成功則進行異步傳輸模式適配層協議處理後進入步驟Q2，否則結束所述步驟Q；Q2判斷是否能夠構成完整的公共部分子層協議數據單元，如果是則進入步驟Q3，否則進入步驟Q4；Q3清除當前虛通道的聯合使用定時器標誌，構造並向所述隊列管理模塊發送所述協議數據單元消息後結束所述步驟Q；Q4判斷當前虛通道是否啟動聯合使用定時器標誌，如果是則結束所述步驟Q，否則設置當前虛通道的聯合使用定時器標誌並向所述流量控制模塊發送所述聯合使用定時器定時請求消息後結束所述步驟Q。
29.根據權利28所述的一種發送處理模塊構成公共部分子層協議數據單元的方法，其特徵在於，所述步驟R還包含以下子步驟R1從所述流量控制模塊獲取所述聯合使用定時器超時響應消息並判斷當前虛通道的所述聯合使用定時器標誌是否未被清除，如果是則填充發送當前虛通道的公共部分子層協議數據單元並清除當前虛通道的所述聯合使用定時器標誌後進入步驟R2，否則直接進入步驟R2；R2判斷當前虛通道的數據包是否處理結束，如果是則不獲取新的數據包並繼續處理直至當前虛通道的數據包完全處理結束，否則結束所述步驟R。
全文摘要
本發明涉及通信技術，公開了一種實現聯合使用定時器功能的系統及其方法，使得在AAL2中實現的Timer_CU既保證定時的精度和穩定性，又能簡化代碼的編寫，減小系統資源的消耗，增加系統的穩定性。這種實現聯合使用定時器功能的系統及其方法利用了網絡處理器中的多個微處理器陣列的特點，結合ATM流量控制的調度模塊，通過預先定義了格式的消息在各個獨立的微處理器控制的模塊間進行信息的交互，在幾乎不寫任何代碼的情況下，完全實現Timer_CU的功能。
文檔編號H04L12/56GK1713615SQ20041006299
公開日2005年12月28日 申請日期2004年6月27日 優先權日2004年6月27日
發明者馬繼彬 申請人:華為技術有限公司