一種多協議處理晶片及多協議處理裝置的製作方法
2023-10-17 23:02:59 1
專利名稱：一種多協議處理晶片及多協議處理裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及數據通信領域，尤其涉及一種多協議處理晶片及多協議處理裝置。
背景技術：
在數據通信領域，路由器通常包括微處理器、數據鏈路層協議處理晶片、物理層晶片等。路由器可以支持多種業務，常見的有乙太網業務、非對稱數字用戶環路(ADSL)業務、E1業務、同異步串口業務。路由器的各個業務分別由對應的晶片實現，一種晶片支持一種對應的業務處理。路由器如果同時支持多個業務，需要多種對應的業務處理晶片支持。
目前，路由器對業務的支持多採用單晶片方案和多晶片方案。
單晶片方案為如圖1所示，單個數據鏈路層協議處理晶片來完成單個協議處理功能。其中，物理層晶片可以是實現乙太網業務處理功能的乙太網協議處理晶片(如Intel公司的82559晶片)；實現ADSL業務處理功能的ADSL協議處理晶片(如美國Conexant公司的BT8236晶片)；實現E1業務處理功能的E1協議處理晶片(如美國Conexant公司的BT8471晶片)或實現同異步串口業務處理功能的同異步串口協議處理晶片(如美國Intel公司的CD2431晶片)。
單晶片方案的缺點是只能實現單一業務的處理，無法實現多個業務同時處理的功能。
多晶片方案為如圖2所示，路由器同時處理乙太網、ADSL、E1、同異步串口等四種業務時，需要四種協議處理晶片和一種微處理器總線連接橋片。
多晶片方案的缺點是首先，多個晶片方案的每塊晶片均有各自的數據處理通路，包括數據緩存、數據搬移和微處理器接口。無法進行多業務處理的資源共享，容易造成資源的浪費。
其次，多晶片方案在處理以上四種業務時，需要四種鏈路層協議處理晶片和一種微處理器總線橋片，因而導致製造成本很高。
發明內容
本發明的目的在於針對現有技術的不足，提供一種多協議處理晶片及多協議處理裝置，以解決現有技術中需要多晶片支持多種業務而存在資源浪費和高成本的問題。
實現本發明的技術方案如下一種多協議處理晶片，包括至少兩個物理層晶片接口模塊，用於連接不同類型的物理層晶片；至少兩個協議處理模塊，分別與相應物理層晶片接口模塊連接；緩存模塊，與各協議處理模塊連接；直接存儲器訪問模塊，與所述緩存模塊連接；微處理器接口模塊，與所述直接存儲器訪問模塊連接。
所述至少兩個接口模塊為乙太網接口模塊、ADSL接口模塊、E1時分復用接口模塊和同異步串口模塊中的至少兩種。
所述緩存模塊是具有一個以上通道的先入先出緩存，該緩存模塊與協議處理模塊和直接存儲器模塊之間均有仲裁邏輯。
一種多協議處理裝置，包括微處理器，至少兩個不同類型的物理層晶片，以及連接於各物理層晶片和微處理器之間的多協議處理晶片，該晶片用於完成所述至少兩個物理層晶片所對應的多種路由器業務的鏈路層協議處理功能。
本發明與現有技術相比，有以下優點1、採用一個數據鏈路層多協議處理晶片可以同時完成乙太網、ADSL、E1、同異步串口中兩種或兩種以上路由器業務的數據鏈路層協議處理功能，因而其功能豐富。
2、本發明提供的多協議處理晶片處理多種路由器業務的數據鏈路層協議時共用一套緩存(FIFO)、直接存儲器訪問(DMA)和微處理器接口(MPI)構成的數據通道，因而減少了晶片數量，有效防止了資源浪費。
3、本發明採用單晶片實現多種業務處理，有效降低了製造成本。
圖1是現有技術單晶片單業務應用處理裝置的結構示意圖；圖2是現有技術多晶片多業務應用處理裝置的結構示意圖；圖3是本發明多協議處理晶片的體系結構示意圖；圖4是本發明實現四種業務處理功能的多協議處理晶片的結構示意圖；圖5是本發明單晶片多業務應用處理裝置的結構示意圖。
具體實施例方式
本發明提供的多協議處理晶片為了實現單晶片處理多種業務的功能，必須包括至少兩個物理層晶片接口模塊和至少兩個協議處理模塊。如圖3所示，彼此相連的物理層晶片接口模塊1和協議處理模塊1與緩存模塊的一個輸入端相連，彼此相連的物理層晶片接口模塊2和協議處理模塊2與緩存模塊的另一個輸入端相連，直接存儲器訪問模塊與緩存模塊的輸出端相連，微處理器接口模塊與直接存儲器訪問模塊相連。
為了具體說明本方案，本實施例提供一種優選的數據鏈路層多協議處理晶片，該晶片具有同時處理乙太網、ADSL、E1、同異步串口四種路由器業務的能力。
如圖4所示，該多協議處理晶片包括四個物理層晶片接口模塊、分別與各物理層晶片接口模塊相連的四個協議處理模塊、其輸入埠分別與四個協議處理模塊相連的先入先出緩存(FIFO)模塊、與FIFO模塊的輸出埠相連的直接存儲器訪問(DMA)模塊以及與DMA模塊相連的微處理器接口(MPI)模塊。
乙太網接口(MII)模塊和乙太網協議處理(MAC)模塊，共同完成乙太網業務的數據鏈路層協議處理功能。其中，MII模塊用於對晶片外部乙太網接口信號和晶片內部數據信號進行格式轉換；MAC模塊用於處理乙太網業務的數據鏈路層協議。
ADSL接口(UTOPIA)模塊和ADSL信元分段和重組(SAR)模塊，共同完成ADSL業務的數據鏈路層協議處理功能。其中，UTOPIA模塊用於對晶片外部ADSL接口信號和晶片內部數據信號進行格式轉換；SAR模塊用於處理ADSL業務的數據鏈路層協議。
E1分時復用接口(TSI)模塊和E1多通道高級數據鏈路層控制(High-levelData Link Control，HDLC協議)協議處理(MCH)模塊，共同完成E1業務的數據鏈路層協議處理功能。其中，TSI模塊用於對晶片外部E1時分復用信號和晶片內部數據信號進行格式轉換；MCH模塊用於處理E1業務的數據鏈路層協議。
同異步串口接口(SASI)模塊和同異步串口協議處理(SAPP)模塊，共同完成同異步串口的數據鏈路層協議處理功能。其中，SASI模塊用於對晶片外部同異步串口信號和晶片內部數據信號進行格式轉換；SAPP模塊用於處理同異步串口業務的數據鏈路層協議。
依次連接的FIFO模塊、DMA模塊、MPI模塊是四種業務處理共同使用的數據通路。本發明通過共用多協議處理晶片內部的一套FIFO、DMA、MPI數據通道，同時完成乙太網、ADSL、E1、同異步串口等四種路由器業務的數據鏈路層協議處理功能。
其中FIFO模塊用於完成四種業務數據的緩存功能。
DMA模塊用於完成數據的讀寫功能，其處於工作狀態是能將FIFO緩存中的數據讀出，再通過MPI接口，直接寫入到晶片外部存儲器中；或者通過MPI接口，直接將晶片外部存儲器中數據讀出，再寫入到FIFO的緩存中。
MPI模塊用於完成晶片內部數據信號和晶片外部微處理器信號的格式轉換功能。
在多協議處理晶片中，多個需要傳輸給CPU的協議數據、業務數據如何進行排序、調度的功能實現，主要在於FIFO模塊的設計。因此本發明中的FIFO模塊不是通常的一個通道的先入先出的緩存，而是多通道的緩存模塊。該FIFO雖然由一塊RAM組成，但FIFO控制器邏輯對RAM是可編程分組，軟體可以將FIFO配置成的多個小FIFO，每個小FIFO對應一組協議數據的緩存。同時在FIFO模塊和多個協議處理模塊之間有仲裁邏輯，該仲裁邏輯集成在FIFO控制器中，可以決定哪個協議業務的數據進入相應的小FIFO緩存。在FIFO模塊和DMA模塊之間也有一個仲裁邏輯，該仲裁邏輯同樣集成在FIFO控制器中，可以決定哪個協議業務的數據從相應的小FIFO緩存中取出，送給CPU進行處理。
在接收方向，從物理層晶片接口模塊接收到數據，經過協議處理後，放在FIFO緩衝中，再由DMA通過微處理器接口將數據傳輸到晶片外部的存儲器中。在發送方向，DMA從晶片外部的存儲器中將要發送的數據取出，放在晶片內部的FIFO中，數據在FIFO緩衝輸出後，經過協議處理後，從物理層晶片接口模塊發送出去。
為了更清晰的描述多協議處理晶片在數據通信領域的應用，本發明還提供了一種包含上述多協議處理晶片的多協議處理裝置。如圖5所示，該多協議處理裝置包括乙太網、ADSL、E1、同異步串口等四個物理層晶片、數據鏈路層多協議處理晶片以及微處理器。其中以太物理層晶片與數據鏈路層多協議處理晶片內部的MII接口模塊相連，ADSL物理層晶片與MAC接口模塊相連，E1物理層晶片與TSI接口模塊相連，同異步串口物理層晶片與SASI接口模塊相連；微處理器與數據鏈路層多協議處理晶片的MPI接口模塊相連。
顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種多協議處理晶片，其特徵在於，該晶片包括至少兩個物理層晶片接口模塊，用於連接不同類型的物理層晶片；至少兩個協議處理模塊，分別與對應的物理層晶片接口模塊連接；緩存模塊，與各協議處理模塊連接；直接存儲器訪問模塊，與所述緩存模塊連接；微處理器接口模塊，與所述直接存儲器訪問模塊連接。
2.如權利要求1所述的晶片，其特徵在於，所述至少兩個物理層晶片接口模塊為乙太網接口模塊、ADSL接口模塊、E1時分復用接口模塊和同異步串口模塊中的至少兩種。
3.如權利要求2所述的晶片，其特徵在於，所述物理層晶片接口模塊包括乙太網接口模塊時，所述協議處理模塊則包括與其對應的乙太網協議處理模塊。
4.如權利要求2所述的晶片，其特徵在於，所述物理層晶片接口模塊包括ADSL接口模塊時，所述協議處理模塊則包括與其對應的信元分段和重組模塊。
5.如權利要求2所述的晶片，其特徵在於，所述物理層晶片接口模塊包括E1時分復用接口模塊時，所述協議處理模塊則包括與其對應的E1多通道高級數據鏈路層控制(HDLC)協議處理模塊。
6.如權利要求2所述的晶片，其特徵在於，所述物理層晶片接口模塊包括同異步串口模塊時，所述協議處理模塊則包括與其對應的同異步串口協議處理模塊。
7.如權利要求1至6任一項所述的晶片，其特徵在於，所述緩存模塊為具有一個以上通道的先入先出緩存，該緩存模塊與協議處理模塊和直接存儲器模塊之間具有仲裁邏輯。
8.一種多協議處理裝置，包括微處理器，以及至少兩個不同類型的物理層晶片；其特徵在於該多協議處理裝置還包括一個如權利要求1所述的多協議處理晶片，該多協議處理晶片連接於所述物理層晶片和微處理器之間，用於完成所述物理層晶片對應的路由器業務的鏈路層協議處理功能。
全文摘要
本發明涉及一種多協議處理晶片及多協議處理裝置，解決了數據通信領域中因多個晶片實現多業務造成資源浪費和高成本的問題。該多協議處理晶片包括多個物理層晶片接口模塊、與相應的物理層晶片接口模塊相連的多個協議處理模塊、與協議處理模塊相連的緩存模塊、與緩存模塊相連的直接存儲器訪問模塊以及與訪問模塊連接的微處理器接口模塊。該多協議處理晶片應用於多協議處理裝置中時，連接於多個物理層晶片和微處理器之間，實現了通過共用一個數據鏈路層多協議處理晶片，同時完成多種路由器業務的數據鏈路層協議處理功能。
文檔編號H04L29/06GK1764182SQ200410087828
公開日2006年4月26日 申請日期2004年10月22日 優先權日2004年10月22日
發明者張乃波 申請人:華為技術有限公司