通信埠及其路由方法、通信模塊及並行事務級模擬系統的製作方法

2023-04-27 10:05:11 1

專利名稱：通信埠及其路由方法、通信模塊及並行事務級模擬系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及硬體系統中並行事務級模擬仿真技術，尤其是一種通信埠的路由方法、埠路由器、通信埠的消息發送及接收方法、通信埠、通信模塊、部件模型和並行事務級模擬系統。
背景技術：
在大規模硬體系統設計中，並行事務級模擬仿真的方法是一項重要的技術手段。並行事務級模擬具有模擬速度快、模擬規模大、建模方式貼近硬體邏輯等優點，可以應用於硬體系統的原型設計評估、硬體系統的軟體調優等各個階段。
由於在已有的並行事務級建模方法中，主要是建立部件模型，通過部件模型及其相互之間的連接關係模擬並行事務級模擬系統。部件模型及其相互之間的連接構成並行事務級模擬系統，因此在設計部件模型時既要考慮部件模型與其他部件模型之間的通信或連接，如何模擬並行事務級模擬系統的通信連接，還要考慮部件模型的邏輯功能。常用的部件模型包括處理器模型、內存模型、路由器模型等。以現有的實現加法計算的處理器模型為例，處理器模型既要實現與外部其他部件模型的通信連接，需要從外部獲取進行加法操作的所有數據，還要進行數據的加法計算，最後還要將計算的結果反饋至其他部件模型。鑑於上述情況，在設計部件模型時，不僅需要關心該部件模型的邏輯功能還要關心與該處理器具有連接關係的其他部件模型，還要考慮其連接關係是否可以符合併行事務級模擬系統的通信連接的要求。相應的，設計並行事務級模擬系統時，需要考慮部件模型的邏輯功能，還要考慮其連接關係是否滿足自身的通信連接的要求。由於兩者的耦合性較高，導致設計並行事務級模擬系統和部件模型時，很容易產生互相牽制的設計問題。另外，目前部件模型的連接關係和邏輯功能混合在一起，一個部件模型只能運用在一個並行事務級模擬系統中，可重用性較差，導致部件模型的資源浪費較為嚴重。一方面，部件級模型的建模者需要關心並行事務級模擬系統的設計，另一方面並行事務級模擬系統的建模者也需要關心部件級模型的內部實現。由於部件模型和並行事務級模擬系統的耦合程度較高，因此兩者無法獨立完成設計或修改。這容易導致並行事務級模擬系統的開發效率較低，且對部件模型和並行事務級模擬系統維護的開銷較大。2010 年的在歐洲召開的 DATE' 10 Proceedings of the Conferenceon Design,Automation and Test 會議上發表了一篇名為《Parallel simulationof SystemC TLM2. 0 compliant MPSoC on SMP workstations》的論文，作者Aline Mello, Isaac Maia,Alain Greiner, and Francois Pecheux0該論文公開了一種並行事務級的模擬平臺，該平臺專門用於模擬共享內存的多核處理器，該平臺還為這種特定的模擬應用提供了一種稱為TLM-DT的編程方式，獲得了一定的並行模擬加速比。然而，該方法的擴展性沒有得到證明，且該方法沒有考慮如何解耦部件模型和並行事務級模擬系統，沒有為部件模型的可重用性提供有力支持。
如何降低部件模型和並行事務級模擬系統之間的耦合度，提高並行事務級模擬系統的開發效率，降低對部件模型和並行事務級模擬系統維護的開銷，成為目前亟待解決的問題之一。

發明內容
本發明解決的問題是提高並行事務級模擬系統的開發效率，降低對部件模型和並行事務級模擬系統維護的開銷。
為解決上述問題，本發明提供了一種通信埠的路由方法，包括獲取拓撲結構描述文件，所述拓撲結構描述文件包括源端的標識、目的端的標識、源端的埠的名稱和目的端的埠的名稱；獲取通信源端的埠的名稱，所述通信源端為待建立通信連接的源端，所述通信源端的埠為待建立通信連接的源端的埠；在所述拓撲結構描述文件中查找與所述通信源端的埠對應的通信目的端的埠的名稱及通信目的端的標識，所述通信目的端的埠為與所述待建立通信連接的源端的埠對應的目的端的埠，所述通信目的端為與待建立通信連接的源端對應的目的端；記錄通信埠信息，所述通信埠信息包括所述通信源端的標識，通信源端的埠的名稱、通信目的端的標識，通信目的端的埠的名稱；基於所述通信埠信息為所述通信源端和通信目的端建立通信埠並配置通信通道。可選的，所述拓撲結構描述文件還包括源端的名稱、類型和通信通道的數目；源端的埠的類型和延遲時間；所述源端的埠的類型包括接收類型、發送類型和接收兼發送類型。可選的，所述通信埠的路由方法還包括在所述拓撲結構描述文件中查找所述源端的埠的類型和延遲時間；所述通信埠信息還包括所述源端的埠的類型和延遲時間。一種埠路由器，包括路由信息管理模塊和查詢模塊，所述路由信息管理模塊包括路由表緩存模塊；所述路由表緩存模塊，用以獲取拓撲結構描述文件，所述拓撲結構描述文件包括源端的標識、目的端的標識、源端的埠的名稱和目的端的埠的名稱；還用以獲取通信源端的埠的名稱，所述通信源端為待建立通信連接的源端，所述通信源端的埠為待建立通信連接的源端的埠 ；還用以記錄通信埠信息，所述通信埠信息包括所述通信源端的標識，通信源端的埠的名稱、通信目的端的標識，通信目的端的埠的名稱；所述查詢模塊，用以在所述拓撲結構描述文件中查找與所述通信源端的埠對應的通信目的端的埠的名稱及通信目的端的標識，所述通信目的端的埠為與所述待建立通信連接的源端的埠對應的目的端的埠，所述通信目的端為與待建立通信連接的源端對應的目的端。可選的，所述拓撲結構描述文件還包括源端的名稱、類型和通信通道的數目；所述源端的埠的類型和延遲時間；所述源端的埠的類型包括接收類型、發送類型和接收兼發送類型。
可選的，所述查詢模塊，還用以在所述拓撲結構描述文件中查找所述源端的埠的類型和延遲時間；所述通信埠信息還包括所述源端的埠的類型和延遲時間。可選的，所述路由表緩存模塊還用以將所述拓撲結構描述文件保存為路由緩存表；所述路由信息管理模塊還包括更新模塊，所述更新模塊用以更新所述路由緩存表和所述通信埠信息。一種與如上任一項所述的埠路由器連接的通信埠的消息發送方法，包括從所述埠路由器獲取與所述通信源端的埠對應的通信埠信息，並基於所述通信埠信息為通信源端和對應的通信目的端建立通信埠並配置通信通道；獲取事件包，所述事件包包括事件內容和發送該事件包的通信源端的埠的名 稱；將所述通信埠信息加入所述事件內容形成消息；通過所述通信通道發出所述消息。可選的，所述通信埠的消息發送方法還包括根據發送所述消息的時間順序，建立所述消息的發送緩存隊列。可選的，所述消息通過並行宿主機網絡發送至所述通信目的端。可選的，所述事件包從部件邏輯獲取，所述部件邏輯用以實現邏輯功能。一種通信埠的消息接收方法，所述消息以如上任一項所述的通信埠的消息發送方法發出；所述消息接收方法包括通過與所述通信源端對應的通信通道接收所述消息；解析所述消息，獲取事件內容和接收該消息的通信目的端的埠的名稱。可選的，所述通信埠的消息接收方法還包括處理所述事件內容，並發送處理結果。可選的，所述通信埠的消息接收方法還包括根據獲取所述事件內容的時間順序，建立所述事件內容的接收緩存隊列。一種與如上任一項所述的埠路由器連接的通信埠，包括埠配置模塊，用以從所述埠路由器獲取與所述通信源端的埠對應的通信埠信息，且基於所述通信埠信息為通信源端和對應的通信目的端配置通信通道；消息發送模塊，用以獲取事件包，所述事件包包括事件內容和發送該事件包的通信源端的埠的名稱，將所述通信埠信息加入所述事件內容形成消息且通過所述通信通道發送所述消息。可選的，所述的通信埠還包括消息處理模塊，用以獲取並處理其他通信埠發送的消息中的事件內容，將處理結果反饋至部件邏輯。可選的，所述通信埠還包括消息發送緩存模塊，用以根據發送的消息的時間順序，建立所述消息的發送緩存隊列；消息接收緩存模塊，用以根據接收的消息中事件內容的時間順序，建立所述事件內容的接收緩存隊列；
埠信息管理模塊，用以保存所述與所述通信源端的埠對應的通信埠信息。一種通信埠，包括消息處理模塊，用以獲取如上任一項所述的通信埠發送的消息中的事件內容。可選的，所述消息處理模塊還用以處理所述事件內容，並發送處理結果。可選的，所述的通信埠還包括消息接收緩存模塊，用以根據所述事件內容的時間順序，建立所述事件內容的接收緩存隊列。一種通信模塊，包括如上任一項所述的埠路由器、埠隊列管理模塊和通信控制器；所述通信控制器，用以獲取事件包，所述事件包包括事件內容和發送該事件包的 通信源端的埠的名稱；所述埠隊列管理模塊，用以從所述埠路由器獲取與所述通信源端的埠對應的通信埠信息，並基於所述通信埠信息建立通信埠 ；所述通信埠包括埠配置模塊，用以從所述埠路由器獲取所述通信埠信息，且基於所述通信埠信息為通信源端和對應的通信目的端配置通信通道；消息發送模塊，用以從所述通信控制器獲取所述事件包，將所述通信埠信息加入所述事件內容形成消息且通過所述通信通道發送所述消息。可選的，所述通信控制器還用以接收由通信源端的埠發出的消息。可選的，所述埠隊列管理模塊，還用以解析所述通信控制器接收的消息，獲取該消息的事件內容和接收該消息的通信目的端的埠的名稱。可選的，所述通信埠還包括消息處理模塊，用以接收並處理所述埠隊列管理模塊解析獲取的事件內容，並發送處理結果。可選的，所述通信埠還包括消息發送緩存模塊，用以根據發送的消息的時間順序，建立所述消息的發送緩存隊列；消息接收緩存模塊，用以根據接收的消息的事件內容的時間順序，建立所述事件內容的接收緩存隊列；埠信息管理模塊，用以保存與所述通信源端的埠對應的通信埠信息。可選的，所述埠隊列管理模塊，還用以監控所述通信埠，在所述通信埠空閒時，控制該通信埠接收所述事件內容或發送所述消息。一種包括如上任一項所述的通信模塊的部件模型。可選的，所述部件模型還包括部件邏輯，用於發出事件包或接收事件內容的處理結果。一種包括如上所述的部件模型的並行事務級模擬系統。可選的，所述並行事務級模擬系統還包括並行宿主機網絡，用以實現部件模型間的消息傳送。與現有技術相比，本發明具有以下優點獲取拓撲結構描述文件，在拓撲結構描述文件中查找與通信源端對應的通信目的端，配置通信源端與通信目的端之間的通信通道。通信源端或通信目的端包含在部件模型中，部件模型設計完成後，根據拓撲結構描述文件中通信源端與通信目的端的記錄，配置通信源端和通信目的端之間的通信通道，再配置並行宿主機網絡，構成並行事務級模擬系統。這不僅降低了部件模型和並行事務級模擬系統的耦合程度，而且簡化了並行事務級模擬系統的開發步驟，提高了並行事務級模擬系統的開發效率。通過上述方式設計並行事務級模擬系統時，僅需要提供並行事務級模擬系統的功能需求，創建拓撲結構描述文件，然後依據拓撲結構描述文件設計部件模型，創建通信通道，再配置並行宿主機網絡，完成並行事務級模擬系統的設計。若並行事務級模擬系統的功能發生變化，更新拓撲結構描述文件，然後依據新的拓撲結構描述文件，更新通信通道，完成對並行事務級模擬系統的功能的修改。由於單獨修改或維護部件模型，不會影響並行事務級模擬系統的運行；單獨修改或維護並行事務級模擬系統，也不會影響部件模型的運行，因此這較大的簡化了對部件模型和並行事務級模擬系統的修改和維護的工作。另外，修改拓撲結構描述文件，重新配置通信通道就可以完成修改或維護，也降低了對部件模型和並行事務級模擬系統維護的開銷。


圖I是本發明提供的拓撲結構描述文件的結構列表；圖2是本發明提供的通信埠的路由方法的一種實施方式的流程圖；圖3是本發明提供的埠路由器的一種實施方式的結構圖；圖4是本發明提供的通信埠的消息發送方法的一種實施方式的流程圖；圖5是本發明提供的通信埠的消息接收方法的一種實施方式的流程圖；圖6是本發明提供的通信埠的一種實施方式的結構圖；圖7是本發明提供的通信模塊的一種實施方式的結構圖；圖8是本發明實施例提供的消息的發出流向圖；圖9是本發明實施例提供的消息的接收流向圖；圖10是本發明提供的部件模型的一種實施方式的結構圖；圖11是本發明提供的並行事務級模擬系統的一種實施方式的結構圖；圖12是本發明提供的並行事務級模擬系統中部件模型的通信連接示意圖；圖13是本發明提供的事件包的一種實施方式的結構圖；圖14是本發明提供的消息的一種實施方式的結構圖。
具體實施例方式為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式
做詳細的說明。由於在已有的並行事務級建模方法中，沒有給部件模型可重用提供足夠的支撐，導致部件級模型的建模者需要關心系統級模型的設計，另一方面系統級模型的建模者也需要關心部件級模型的內部實現，因此部件模型和並行事務級模擬系統的耦合程度較高，兩者的設計和修改無法獨立完成。這將導致並行事務級模擬系統的開發效率較低，且對其進行維護和修改的開銷也較大。
本發明實施例通過預先配置拓撲結構描述文件，在所述拓撲結構描述文件中模擬部件模型之間的連接關係，部件模型獲取所述拓撲結構描述文件後，依據其中的內容，建立部件模型之間的連接關係。圖I是本發明提供的拓撲結構描述文件的結構列表，拓撲結構描述文件的結構如圖I所示。拓撲結構描述文件以部件模型為主要單位，描述了每個部件模型的基本信息，以及該部件模型的埠的連接關係。為了防止衝突，拓撲結構描述文件要求部件模型的標識為全局唯一，部件模型的埠的名 稱在該部件模型中唯一。由於部件模型的標識為全局唯一，埠的名稱只需要保證部件模型內唯一，對該埠進行拓撲結構描述時就不會發生錯誤。部件模型一般為消息的發送端或接收端，因此部件模型也可稱為通信源端或通信目的端。為描述方便，若無特殊註明，以下內容中以部件模型即表示通信源端或通信目的端。該拓撲結構描述文件描述的是部件模型間的連接關係，具體是指一個部件模型的埠與其他部件模型的埠之間的連接關係。如圖I所示，表示一個並行事務級模擬系統中包含的全部部件模型的埠的連接關係。該拓撲結構描述文件中包含若干個部件模型的埠的連接關係，每個部件模型包含兩部分內容，一是模塊信息M1，二是通道信息M2。模塊信息Ml中，包括部件模型的名稱、標識、類型和通道數目，類型一般是指處理器、內存、硬碟等，通道數目為該部件模型與其他部件模型之間的通信通道的數目。通道信息M2中分條記錄了每個埠的信息，每條記錄記載一個埠的埠信息，包括與該埠有連接關係的部件模型的標識、名稱，與該部件模型的那個埠有連接關係，這個埠的名稱、類型、延遲時間。通道類型一般包括發送類型、接收類型和發送兼接收類型。延遲時間是指該埠發送一次消息需要多長時間。例如，部件模型A具有4個埠，4個埠的名稱分別為a、b、C、d，且部件模型A與其他部件模型之間具有4個通信通道。部件模型A的模塊信息包括，部件模型的名稱為A、標識為ID130、類型為處理器和通道數目為4。通道信息包括4條記錄，每條記錄記載一個埠的信息，若埠 a用以發出消息，與部件模型B (標識為ID230)的埠 f具有通信連接，則埠 a的記錄包括源端的標識ID130，目的端的標識為ID230，源端的埠名稱為a，目的端的埠名稱為f，通道類型為發送類型，延遲時間為0. 04s。拓撲結構描述文件一般根據待模擬的並行事務級模擬系統的通信連接，建立源端與目的端的連接關係。建立連接關係時，所述源端的埠的類型為發送類型，則與其對應的目的端的埠的類型只能是為接收類型或接收兼發送類型，並且同一個部件模型既可以是源端也可以是目的端。根據待模擬的並行事務級模擬系統的各部件模型之間的連接關係，在所述拓撲結構描述文件中模擬部件模型之間的連接關係，部件模型獲取所述拓撲結構描述文件後，依據其中的內容，建立部件模型之間的連接關係，則實現了並行事務級模擬系統的建模。圖2是本發明提供的通信埠的路由方法的一種實施方式的流程圖，包括S101，獲取拓撲結構描述文件，所述拓撲結構描述文件包括源端的標識、目的端的標識、源端的埠的名稱和目的端的埠的名稱；S102，獲取通信源端的埠的名稱，所述通信源端為待建立通信連接的源端，所述通信源端的埠為待建立通信連接的源端的埠；S103，在所述拓撲結構描述文件中查找與所述通信源端的埠對應的通信目的端的埠的名稱及通信目的端的標識；S104，記錄通信埠信息，所述通信埠信息包括所述通信源端的標識，通信源端的埠的名稱、通信目的端的標識，通信目的端的埠的名稱；S105，基於所述通信埠信息為所述通信源端和通信目的端建立通信埠並配置通信通道。所述源端為消息的發出端，所述源端的埠用以發出所述消息；所述目的端為所述消息的接收端，所述目的端的埠用以接收所述消息。由於消息的發送與接收是循環往復的，因此消息發送的源端，下一次也可以是消息接收的目的端，換句話說，源端和目的端可以根據消息的流向發生變化。在並行事務級模擬系統中，部件模型通常是通信源端或通 信目的端。所述通信源端為待建立通信連接的源端，也就是並行事務級模擬系統中的部件模型。部件模型設計完成之後，建立部件模型之間的通信連接，再配置並行宿主機網絡，並行事務級模擬系統才算完成。為防止在建立通信連接的過程中，出現漏接的情況，設計完成的部件模型，在建立通信連接時，將該部件模型看做是待建立通信連接的源端。所述通信目的端的埠為與所述待建立通信連接的源端的埠對應的目的端的埠，所述通信目的端為與待建立通信連接的源端對應的目的端。消息在整個系統中是通過埠流動的，建立通信連接時，需要確定消息的通信源端和通信目的端，確保兩者是對應的，然後確定通信源端的哪個埠與通信目的端的哪個埠對應，保證消息在對應的埠中流動。
基於所述通信埠信息為所述通信源端和通信目的端建立通信埠並配置通信通道後，為通信源端建立的通信埠即對應通信埠信息中通信源端的埠，為通信目的端建立的通信埠即對應通信目的端的埠。消息通過通信源端的通信埠、配置的通信通道發送到通信目的端，通信目的端的通信埠接收解析後的消息(對消息的解析將在後續進行詳細說明)。一般情況下，發送類型的埠與接收類型或接收兼發送類型的埠對應；接收類型的埠與發送類型或接收兼發送類型的埠對應；發送兼接收類型的埠，若發送消息，則與發送類型的埠相同，若接收消息，則與接收類型的埠相同。拓撲結構描述文件中包括該部件模型的模塊信息和通道信息，其中模塊信息包含該部件模型的名稱、標識、類型和通道數目，通道數目為該部件模型與其他部件模型之間的通信通道的數目。通道信息中分條記錄了每個埠的信息，包括與該埠有連接關係的部件模型的標識、名稱，與該部件模型的哪個埠有連接關係，這個埠的名稱、類型、延遲時間。S104中，記錄通信埠信息，可以根據實際情況將這些信息有選擇的記錄下來，通常情況下通信埠信息只記錄常用的埠的信息，這樣可以節約存儲空間。所述通信通道是用來傳送消息的，通信通道一般通過並行宿主機網絡實現。圖3是本發明提供的埠路由器的一種實施方式的結構圖，下面結合圖I、圖2和圖3詳細說明。埠路由器Al的結構如圖3所示，主要有兩部分組成路由信息管理模塊All和查詢模塊A12。路由信息管理模塊All，包括路由表緩存模塊A112，用以獲取拓撲結構描述文件，所述拓撲結構描述文件包括源端的標識、目的端的標識、源端的埠的名稱和目的端的埠的名稱；還用於獲取通信源端的埠的名稱，所述通信源端為待建立通信連接的源端，所述通信源端的埠為待建立通信連接的源端的埠 ；還用以記錄通信埠信息，所述通信埠信息包括所述通信源端的標識，通信源端的埠的名稱、通信目的端的標識，通信目的端的埠的名稱。查詢模塊A12，用以在所述拓撲結構描述文件中查找與所述通信源端的埠對應的通信目的端的埠的名稱及通信目的端的標識，所述通信目的端的埠為與所述待建立通信連接的源端的埠對應的目的端的埠，所述通信目的端為與待建立通信連接的源端對應的目的端。查詢模塊A12 —般提供兩個接口 一個接口用以查詢通信目的端的標識、通信目 的端的埠的名稱；另一個接口用以查詢通信源端的標識，通信源端的埠的名稱。若所述拓撲結構描述文件還包括所述源端的名稱、類型和通信通道的數目；所述源端的埠的類型和延遲時間；所述源端的埠的類型包括接收類型、發送類型和接收兼發送類型，則查詢模塊A12，還用以在所述拓撲結構描述文件中查找所述源端的埠的類型和延遲時間；並將所述源端的埠的類型和延遲時間加入通信埠信息中。路由表緩存模塊A112獲取拓撲結構描述文件後，將該文件保存成一張路由器緩存表，存入路由表緩存模塊A112中，路由器緩存表的內容和拓撲結構描述文件相同。路由器緩存表的結構為按行組織的連接關係隊列，一條連接關係描述一對埠的連接，包含「源端的標識」，「目的端的標識」，「源端的埠的名稱」，「目的端的埠的名稱」，「類型」，「延遲時間」六個欄位。路由表緩存模塊A112主要具有以下優點，當待模擬的並行事務級模擬系統巨大時，在部件模型或者其他模擬器中保存巨大的系統的連接關係是需要大量內存的，因此，為了降低內存開銷，路由表緩存模塊A112將只保存部分常用的路由信息。所述路由信息大都是指通信埠信息，也就是說，路由表緩存模塊A112從拓撲結構描述文件中，將常用的埠或者部件模型的通信埠信息保存在路由器緩存表中，這樣節約了存儲空間。路由信息管理模塊All還包括更新模塊A111，當需要查找的路由信息在路由表緩存中時，將直接獲得信息；若查找的路由信息不在路由表緩存中，路由表緩存模塊A112則需要重新讀取拓撲結構描述文件，獲取相應的路由信息，更新模塊Alll依據新的拓撲結構描述文件，並替換掉之前路由表緩存模塊Al 12中的保存的舊的路由器緩存表。也就是說，更新模塊Alll對路由器緩存表進行更新和維護。若查詢模塊A12在路由器緩存表中，查找不到通信源端的埠的通信埠信息，則路由表緩存模塊A112重新獲取拓撲結構描述文件，獲取相應的信息，更新模塊Alll將新的信息保存入舊的路由器緩存表中，形成新的路由器緩存表。也就是說，更新模塊Alll根據新的拓撲結構描述文件，對應更新舊的路由器緩存表，並保存形成新的路由器緩存表。圖4是本發明提供的通信埠的消息發送方法的一種實施方式的流程圖，包括S201，從所述埠路由器讀取與所述通信源端的埠對應的通信埠信息，並基於所述通信埠信息為通信源端和對應的通信目的端建立通信埠並配置通信通道；
S202，獲取事件包，所述事件包包括事件內容和發送該事件包的通信源端的埠的名稱；S203，將所述通信埠信息加入所述事件內容形成消息；S204，通過所述通信通道發出所述消息。由於消息的發送量一般較大，因此所述消息發送方法還包括根據發送消息的時間，建立消息的發送緩存隊列，防止消息在同一時間內湧入，加大通信埠的工作負荷，造成當機或者消息堵塞的情況。消息通過通信通道發出至通信目的端，通信通道一般通過並行宿主機網絡實現。所述事件包由部件邏輯發出，這是為了更好的劃分部件邏輯的功能。部件邏輯用來發送事件包或者接收事件內容的處理結果，也就是說所述部件邏輯用以完成除對外聯繫之外的邏輯功能。通信埠用於接收事件內容、事件包或發送事件包、消息或處理結果。將部件邏輯與通信埠的工作區分開，防止兩者功能交叉，混為一談，提高部件模型的重用 性。圖5是本發明提供的通信埠的消息接收方法的一種實施方式的流程圖，包括S301，通過與所述通信源端對應的通信通道接收所述消息；S302，解析所述消息，獲取事件內容和接收該消息的通信目的端的埠的名稱。通信目的端接收的消息是通過圖4所示的通信埠的消息發送方法發出的，並根據接收所述事件內容的時間順序，建立所述事件內容的接收緩存隊列。由於事件內容包含在消息中，因此所述事件內容的接收緩存隊列一般按照接收包含該事件內容的消息的時間順序建立，因此也稱為消息接收緩存隊列。通信目的端接收所述消息後，對其解析，得到具體的通信埠信息，進行後續的工作。解析所述消息時，按照接收緩存隊列的排列順序，逐一解析所述消息。後續的工作包括，處理所述事件內容，並反饋處理結果，所述處理結果反饋至通信目的端的部件邏輯。處理所述消息時，根據需要還可以獲取所述消息的通信源端的標識、通信源端的埠的名稱和通信目的端的標識。圖6是本發明提供的通信埠 A2的一種實施方式的結構圖，所述通信埠 A2包括埠配置模塊A21，用以從埠路由器獲取與所述通信源端的埠對應的通信埠信息，且基於所述通信埠信息為通信源端和對應的通信目的端配置通信通道；消息發送模塊A22，用以獲取事件包，所述事件包包括事件內容和發送該事件包的通信源端的埠的名稱，將所述通信埠信息加入所述事件內容形成消息且發送所述消
肩、O通信埠 A2還包括消息處理模塊A23，用以獲取並處理其他通信埠發送的消息中的事件內容，將處理結果反饋至部件邏輯A4;消息發送緩存模塊A24，用以根據發送的消息的時間順序，建立所述消息的發送緩存隊列；消息接收緩存模塊A25，用以根據接收的消息中事件內容的時間順序，建立所述事件內容的接收緩存隊列；
埠信息管理模塊A26，用以保存與所述通信源端的埠對應的通信埠信息。通信埠的結構如圖6所示。通信埠 A2中包括埠配置模塊A21、消息發送模塊A22和消息接收緩存模塊A25，消息發送緩存模塊A24，消息處理模塊A23，埠信息管理模塊A26。其中埠配置模塊A21獲取與所述通信源端的埠對應的通信埠信息，並基於所述通信埠信息為通信源端和對應的通信目的端配置通信通道。埠配置模塊A21獲取通信埠信息後，就要將所述通信通道配置完成，以保證消息發送或接收的順利進行。消息發送模塊A22和消息處理模塊A23用於控制消息的發送、接收和處理，埠信息管理模塊A26用於記錄本埠的連接信息、通信埠信息等，本埠的連接信息包括該埠與哪些埠存在連接關係，與哪些通信目的端存在連接關係等。通信埠信息包括本 埠的名稱，目的端的埠的名稱，埠的類型(發送類型，接收類型，發送兼接收類型)。通信埠還可以只用於接收和處理消息，這種通信埠包括消息處理模塊，用以獲取所述事件內容；所述消息處理模塊還用以處理所述事件內容，並反饋處理結果至通信目的端的部件邏輯。這種只用於接收和處理消息的通信埠，還包括消息接收緩存模塊，用以根據獲取所述事件內容的時間順序，建立所述事件內容的接收緩存隊列。通信埠根據其功能可以分為三種只發送消息的通信埠、只接收消息的通信埠，既發送又接收消息的通信埠。既發送又接收消息的通信埠與通信埠 A2的結構相同或相近；只接收消息的通信埠，一般僅包含的消息處理模塊和消息接收緩存模塊或與上述兩種模塊功能相同或類似的模塊；只發送消息的通信埠一般包含埠配置模塊，消息發送模塊，消息發送緩存模塊和埠信息管理模塊。圖7是本發明提供的通信模塊的一種實施方式的結構圖(圖中省略了通信埠 A2的具體結構)，包括埠路由器Al、埠隊列管理模塊A32和通信控制器A31 ；通信控制器A31，用以獲取事件包，所述事件包包括事件內容和發送該事件包的通信源端的埠的名稱；埠隊列管理模塊A32，用以從埠路由器Al獲取與所述通信源端的埠對應的通信埠信息，並基於所述通信埠信息建立通信埠 A2 ；通信埠 A2包括埠配置模塊，用以從埠路由器Al獲取所述通信埠信息，且基於所述通信埠信息為通信源端和對應的通信目的端配置通信通道；消息發送模塊，用以從所述通信控制器獲取所述事件包，將所述通信埠信息加入所述事件內容形成消息且通過所述通信通道發送所述消息。通信模塊A3—般用來接收或發出消息，因此通信控制器A31還用以接收由通信源端的埠發出的消息，該消息包括發送該消息的通信源端的埠的通信埠信息和事件內容。也就是說通信控制器A31用來接收其他部件模型發出的消息。若通信控制器A31還用以接收消息，則埠隊列管理模塊A32，還用以解析所述通信控制器A31接收的消息，獲取該消息的事件內容和接收該消息的通信目的端的埠的名稱。通信埠 A2還包括消息處理模塊，用以接收並處理所述埠隊列管理模塊解析獲取的事件內容，並反饋處理結果至通信目的端的部件邏輯；消息發送緩存模塊，用以根據發送所述消息的時間順序，建立所述消息的發送緩存隊列；消息接收緩存模塊，用以根據接收的消息的事件內容的時間順序，建立所述事件內容的接收緩存隊列；埠信息管理模塊，用以保存所述通信埠的埠信息。消息發送緩存模塊和消息接收緩存模塊還可以根據消息或事件內容的優先級、消息的容量等建立緩存隊列。埠隊列管理模塊A32，還用以監控通信埠 A2，在通信埠 A2空閒時，控制該通信埠接收所述事件內容或發送所述消息。由埠隊列管理模塊A32監控通信埠 A2，在空閒的時候控制該通信埠接收所述事件內容或發送所述消息，這是為了防止消息堵塞，進一步的，按照緩存隊列的順序控制該通信埠接收所述事件內容或發送所述消息。圖8是本發明提供的消息的發出流向圖，圖9是本發明提供的消息的接收流向圖。下面結合圖4、圖5、圖6、圖7、圖8和圖9詳細說明。 並行事務級模擬系統啟動後，通信模塊A3將進行自動配置。首先埠路由器Al將讀取拓撲結構描述文件，將讀取到的拓撲結構描述文件保存在路由表緩存模塊Al 12中，形成路由緩存表。接著查詢模塊A12在路由緩存表中查找與所述通信源端的埠對應的通信目的端的埠的名稱及通信目的端的標識。通信模塊A3將自己所屬的部件模型作為通信源端，從埠路由器Al獲取與所述通信源端的埠對應的通信埠信息，且基於所述通信埠信息建立通信埠並為通信源端和對應的通信目的端配置通信通道。具體來講，埠隊列管理模塊A32，通過埠路由器Al中的查詢模塊A12進行查詢，得到通信模塊A3需要的通信埠信息，並基於所述通信埠信息建立通信埠 A2。通信埠信息包括目的端的標識，目的端的埠的名稱，以及該埠的類型是單一的發送、接收、還是收發兩用埠。通信埠信息將保存在每一個通信埠的埠信息管理模塊A26中。埠隊列管理模塊A32獲取通信埠信息，從中確定需要建立幾個通信埠。埠配置模塊A21從通信埠信息中找到通信源端的標識和通信目的端的標識，配置兩者之間的通信通道。當部件邏輯A4需要發送消息時，需要通過通信通道，將消息從通信源端發送至通信目的端。通信通道一般是依靠並行宿主機網絡實現的，通過通信通道發送消息，也可以看成是通過並行宿主機網絡發送消息。消息發送過程如圖8所示，部件邏輯A4通過通信埠 A2向外發送消息時，只需要指明使用哪一個通信埠即可，無需給出該埠在系統中的連接情況。如圖8所示，部件邏輯A4所發出的事件包只包含「發送埠的名稱」和「事件內容」兩個最基本內容，「發送埠的名稱」也就是通信源端的通信埠的名稱。當事件包進入通信模塊A3，首先將由通信控制器A31進行消息處理，通信控制器A31解析消息，獲得「發送埠的名稱」和「事件內容」。埠隊列管理模塊A32取得相應通信埠的控制後，將解析之後的事件包暫存在消息發送緩存模塊A24中。取得相應通信埠的控制是指，監控該埠是否空閒，在該埠空閒時，控制該埠發送消息。消息發送模塊A22在對外的通信通道空閒時，從消息發送緩存模塊A24中取出一個事件包，依據「發送埠的名稱」加入相應埠的通信埠信息形成消息。一般情況下，為事件包增加「通信源端的標識」，「通信源端的埠的名稱」，「通信目的端的標識」，「通信目的端的埠的名稱」四個欄位，基於這四個欄位的內容，消息可以在並行宿主機網絡A61上進行發送。
消息的接收過程如圖9所示，當由通信源端發送的消息由並行宿主機網絡A61到達作為通信目的端的部件模型之後，將首先傳遞給通信控制器A31，由通信控制器A31解析收到的消息。此時消息包括發送該消息的通信源端的埠的通信埠信息和事件內容，具體地包括「通信源端的標識」，「通信源端的埠的名稱」，「通信目的端的標識」，「通信目的端的埠的名稱」，以及「事件內容」五個部分。根據「通信目的端的埠的名稱」，埠隊列管理模塊A32將消息包精簡為只有「接收埠的名稱」和「事件內容」兩部分，並取得相應接收埠的控制權，也就是監控該埠，在該埠空閒時，控制該埠接收。其中「接收埠的名稱」也就是「通信目的端的通信埠的名稱」。精簡後的消息將傳遞給通信埠 A2的消息接收緩存模塊A25，在該埠空閒時，傳遞給消息處理模塊A23進行處理，處理結果將傳遞至部件邏輯A4。圖10是本發明提供的部件模型的一種實施方式的結構圖，圖11是本發明提供的並行事務級模擬系統的一種實施方式的結構圖。下面結合圖10和圖11詳細說明。
圖10是本發明提供的部件模型的一種實施方式的結構圖，部件模型A62包括通信模塊A3和部件邏輯A4。部件邏輯A4，用於發出事件包或接收處理結果。圖11是本發明提供的並行事務級模擬系統的一種實施方式的結構圖，並行事務級模擬系統A6包括部件模型A62和並行宿主機網絡A61。各部件模型A62獨立地模擬並行事務級模擬系統A6中的一部分，並通過並行宿主機網絡A61進行消息的傳輸。當部件模型A62之間需要進行交互時，將通過並行宿主機網絡A61轉發消息。在模擬並行事務級模擬系統A6時，兩個部件模型A62之間通過消息實現交互，消息中包含事件內容或事件包。事件包是用戶自定義結構的數據包。在該數據包中，用戶將抽象實現硬體模塊之間以時序為粒度的事件內容。消息交互的過程通常與部件模型A62採用的交互協議無關，通常不涉及具體的總線時序等細節，也就是說，部件邏輯A4發出或接收處理結果，通信模塊A3負責將事件包包裝成消息通過其通信埠 A2發出。部件邏輯A4不關心消息是由誰發出的，只關心發出了什麼消息，接收了什麼處理結果。相應的，通信模塊A3不關心發送或接收了什麼消息，只關心誰發送的，發送給誰。這將部件模型A62分成了兩部分，部件邏輯A4負責發送事件包或接收處理結果，通信模塊A3負責發送或接收消息。設計部件模型A62時，不再糾結於並行事務級模擬系統需要何種通信連接，部件模型之間的連接關係如何設計，設計並行事務級模擬系統時，也不再糾結於部件模型之間的連接關係如何設計才能滿足並行事務級模擬系統的通信連接。這些連接關係或通信連接預置在拓撲結構描述文件中，只需獲取該文件，按照該文件的內容進行通信通道的配置，就可以滿足並行事務級模擬系統的通信連接的需求，且也實現了部件模型之間的連接關係。這不僅降低部件模型和並行事務級模擬系統之間的耦合度，而且提高並行事務級模擬系統的開發效率。若部件模型之間的連接關係或並行事務級模擬系統的通信連接發生變化時，只需要修改拓撲結構描述文件中相應的內容，然後對路由緩存表和通信埠信息進行更新，就可以完成部件模型之間的連接關係或並行事務級模擬系統的通信連接的修改。這降低了對部件模型和並行事務級模擬系統維護的開銷，不再需要重新設計部件模型或並行事務級模擬系統，增強了部件模型的可重用性，減少資源浪費，節約了成本。圖12是本發明提供的並行事務級模擬系統中部件模型的通信連接示意圖。圖12描述在並行事務級模擬系統中兩個並行運行的部件模型A62之間的通信關係，此處略去了其他結構。並行事務級模擬的通信模塊A3的結構及其在並行事務級模擬系統中的應用環境如圖12所示，通信模塊A3主要包括通信埠 A2，通信控制器A31，埠隊列模塊A32，埠路 由器Al。埠路由器Al獲取外部的拓撲結構描述文件。通信埠 A2通過埠隊列模塊A32與埠路由器Al連接，可以通過埠隊列模塊A32獲取埠路由器Al中的信息。如圖12所示，兩個部件模型之間交互通過通信模塊A3進行，部件邏輯A4需要進行外部通信時，將首先把事件包傳遞給通信模塊A3，由通信模塊A3負責將事件包封裝成消息並轉發；同樣，在接收消息時，收到的消息將首先由通信模塊A3負責處理，再傳遞給部件邏輯A4。在這種設計下，部件邏輯A4同外部的交互將完全依賴通信模塊A3進行，可以在不考慮外部條件的情形下，獨立地實現部件模型A62的內部邏輯，這種設計有效地提高了部件模型的開發效率。每個部件模型A62可以分為兩個部分，一部分是不涉及對外交互的部件邏輯A4，另一部分是負責同外部交互的通信模塊A3。圖13是本發明提供的事件包的一種實施方式的結構圖，圖14是本發明提供的消息的一種實施方式的結構圖。圖13中所示的事件包BI，包括發送埠的名稱Bll和事件內容B10，發送埠的名稱Bll也就是通信源端的埠的名稱。事件包BI由部件邏輯A4發出。圖14中所示的消息B2，包括事件內容B10，通信源端的標識B12，通信源端的埠的名稱Bll'，通信目的端的標識B13，通信目的端的埠的名稱B14。其中通信源端的埠的名稱Bll'與圖13中發送埠的名稱Bll相同。消息B2是由通信模塊A3接收事件包BI後，加入埠信息形成的，最終由通信埠發出。綜上所述，本發明實施例公開的技術方案，降低了部件模型和並行事務級模擬系統之間的耦合度，提高並行事務級模擬系統的開發效率，降低對部件模型和並行事務級模擬系統維護的開銷。本發明雖然已以較佳實施例公開如上，但其並不是用來限定本發明，任何本領域技術人員在不脫離本發明的精神和範圍內，都可以利用上述揭示的方法和技術內容對本發明技術方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬於本發明技術方案的保護範圍。
權利要求
1.一種通信埠的路由方法，其特徵在於，包括 獲取拓撲結構描述文件，所述拓撲結構描述文件包括源端的標識、目的端的標識、源端的埠的名稱和目的端的埠的名稱； 獲取通信源端的埠的名稱，所述通信源端為待建立通信連接的源端，所述通信源端的埠為待建立通信連接的源端的埠； 在所述拓撲結構描述文件中查找與所述通信源端的埠對應的通信目的端的埠的名稱及通信目的端的標識，所述通信目的端的埠為與所述待建立通信連接的源端的埠對應的目的端的埠，所述通信目的端為與待建立通信連接的源端對應的目的端； 記錄通信埠信息，所述通信埠信息包括所述通信源端的標識，通信源端的埠的名稱、通信目的端的標識，通信目的端的埠的名稱； 基於所述通信埠信息為所述通信源端和通信目的端建立通信埠並配置通信通道。
2.如權利要求I所述的通信埠的路由方法，其特徵在於，所述拓撲結構描述文件還包括源端的名稱、類型和通信通道的數目；源端的埠的類型和延遲時間；所述源端的埠的類型包括接收類型、發送類型和接收兼發送類型。
3.如權利要求2所述的通信埠的路由方法，其特徵在於，還包括在所述拓撲結構描述文件中查找所述源端的埠的類型和延遲時間；所述通信埠信息還包括所述源端的埠的類型和延遲時間。
4.一種埠路由器，其特徵在於，包括路由信息管理模塊和查詢模塊，所述路由信息管理模塊包括路由表緩存模塊； 所述路由表緩存模塊，用以獲取拓撲結構描述文件，所述拓撲結構描述文件包括源端的標識、目的端的標識、源端的埠的名稱和目的端的埠的名稱；還用以獲取通信源端的埠的名稱，所述通信源端為待建立通信連接的源端，所述通信源端的埠為待建立通信連接的源端的埠 ；還用以記錄通信埠信息，所述通信埠信息包括所述通信源端的標識，通信源端的埠的名稱、通信目的端的標識，通信目的端的埠的名稱； 所述查詢模塊，用以在所述拓撲結構描述文件中查找與所述通信源端的埠對應的通信目的端的埠的名稱及通信目的端的標識，所述通信目的端的埠為與所述待建立通信連接的源端的埠對應的目的端的埠，所述通信目的端為與待建立通信連接的源端對應的目的端。
5.如權利要求4所述的埠路由器，其特徵在於，所述拓撲結構描述文件還包括源端的名稱、類型和通信通道的數目；所述源端的埠的類型和延遲時間；所述源端的埠的類型包括接收類型、發送類型和接收兼發送類型。
6.如權利要求5所述的埠路由器，其特徵在於，所述查詢模塊，還用以在所述拓撲結構描述文件中查找所述源端的埠的類型和延遲時間；所述通信埠信息還包括所述源端的埠的類型和延遲時間。
7.如權利要求4所述的埠路由器，其特徵在於，所述路由表緩存模塊還用以將所述拓撲結構描述文件保存為路由緩存表；所述路由信息管理模塊還包括更新模塊，所述更新模塊用以更新所述路由緩存表和所述通信埠信息。
8.一種與權利要求4-7任一項所述的埠路由器連接的通信埠的消息發送方法，其特徵在於，包括從所述埠路由器獲取與所述通信源端的埠對應的通信埠信息，並基於所述通信埠信息為通信源端和對應的通信目的端建立通信埠並配置通信通道； 獲取事件包，所述事件包包括事件內容和發送該事件包的通信源端的埠的名稱； 將所述通信埠信息加入所述事件內容形成消息； 通過所述通信通道發出所述消息。
9.如權利要求8所述的通信埠的消息發送方法，其特徵在於，還包括根據發送所述消息的時間順序，建立所述消息的發送緩存隊列。
10.如權利要求8所述的通信埠的消息發送方法，其特徵在於，所述消息通過並行宿主機網絡發送至所述通信目的端。
11.如權利要求8所述的通信埠的消息發送方法，其特徵在於，所述事件包從部件邏輯獲取，所述部件邏輯用以實現邏輯功能。
12.一種通信埠的消息接收方法，其特徵在於， 所述消息以權利要求8-11任一項所述的通信埠的消息發送方法發出； 所述消息接收方法包括 通過與所述通信源端對應的通信通道接收所述消息； 解析所述消息，獲取事件內容和接收該消息的通信目的端的埠的名稱。
13.如權利要求12所述的通信埠的消息接收方法，其特徵在於，還包括處理所述事件內容，並發送處理結果。
14.如權利要求12所述的通信埠的消息接收方法，其特徵在於，還包括根據獲取所述事件內容的時間順序，建立所述事件內容的接收緩存隊列。
15.一種與權利要求4-7任一項所述的埠路由器連接的通信埠，其特徵在於，包括 埠配置模塊，用以從所述埠路由器獲取與所述通信源端的埠對應的通信埠信息，且基於所述通信埠信息為通信源端和對應的通信目的端配置通信通道； 消息發送模塊，用以獲取事件包，所述事件包包括事件內容和發送該事件包的通信源端的埠的名稱，將所述通信埠信息加入所述事件內容形成消息且通過所述通信通道發送所述消息。
16.如權利要求15所述的通信埠，其特徵在於，還包括 消息處理模塊，用以獲取並處理其他通信埠發送的消息中的事件內容，將處理結果反饋至部件邏輯。
17.如權利要求16所述的通信埠，其特徵在於，還包括 消息發送緩存模塊，用以根據發送的消息的時間順序，建立所述消息的發送緩存隊列； 消息接收緩存模塊，用以根據接收的消息中事件內容的時間順序，建立所述事件內容的接收緩存隊列； 埠信息管理模塊，用以保存所述與所述通信源端的埠對應的通信埠信息。
18.一種通信埠，其特徵在於，包括 消息處理模塊，用以獲取權利要求15-17任一項所述的通信埠發送的消息中的事件內容。
19.如權利要求18所述的通信埠，其特徵在於，所述消息處理模塊還用以處理所述事件內容，並發送處理結果。
20.如權利要求19所述的通信埠，其特徵在於，還包括消息接收緩存模塊，用以根據所述事件內容的時間順序，建立所述事件內容的接收緩存隊列。
21.一種通信模塊，其特徵在於，包括如權利要求4-7任一項所述的埠路由器、埠隊列管理模塊和通信控制器； 所述通信控制器，用以獲取事件包，所述事件包包括事件內容和發送該事件包的通信源端的埠的名稱； 所述埠隊列管理模塊，用以從所述埠路由器獲取與所述通信源端的埠對應的通信埠信息，並基於所述通信埠信息建立通信埠 ； 所述通信埠包括 埠配置模塊，用以從所述埠路由器獲取所述通信埠信息，且基於所述通信埠信息為通信源端和對應的通信目的端配置通信通道； 消息發送模塊，用以從所述通信控制器獲取所述事件包，將所述通信埠信息加入所述事件內容形成消息且通過所述通信通道發送所述消息。
22.如權利要求21所述的通信模塊，其特徵在於，所述通信控制器還用以接收由通信源端的埠發出的消息。
23.如權利要求22所述的通信模塊，其特徵在於，所述埠隊列管理模塊，還用以解析所述通信控制器接收的消息，獲取該消息的事件內容和接收該消息的通信目的端的埠的名稱。
24.如權利要求23所述的通信模塊，其特徵在於，所述通信埠還包括 消息處理模塊，用以接收並處理所述埠隊列管理模塊解析獲取的事件內容，並發送處理結果。
25.如權利要求24所述的通信模塊，其特徵在於，所述通信埠還包括 消息發送緩存模塊，用以根據發送的消息的時間順序，建立所述消息的發送緩存隊列； 消息接收緩存模塊，用以根據接收的消息的事件內容的時間順序，建立所述事件內容的接收緩存隊列； 埠信息管理模塊，用以保存與所述通信源端的埠對應的通信埠信息。
26.如權利要求25所述的通信模塊，其特徵在於，所述埠隊列管理模塊，還用以監控所述通信埠，在所述通信埠空閒時，控制該通信埠接收所述事件內容或發送所述消肩、O
27.—種包括如權利要求21-26任一項所述的通信模塊的部件模型。
28.如權利要求27所述的部件模型，其特徵在於，還包括部件邏輯，用於發出事件包或接收事件內容的處理結果。
29.—種包括如權利要求27或28所述的部件模型的並行事務級模擬系統。
30.如權利要求29所述的並行事務級模擬系統，其特徵在於，還包括並行宿主機網絡，用以實現部件模型間的消息傳送。
全文摘要
一種通信埠的路由方法包括獲取拓撲結構描述文件；獲取通信源端的埠的名稱；在所述拓撲結構描述文件中查找與所述通信源端的埠對應的通信目的端的埠的名稱及通信目的端的標識；記錄通信埠信息，基於所述通信埠信息為所述通信源端和通信目的端建立通信埠並配置通信通道。本發明公開的技術方案，降低了部件模型和並行事務級模擬系統之間的耦合度，提高並行事務級模擬系統的開發效率，降低對部件模型和並行事務級模擬系統維護的開銷。
文檔編號H04L12/58GK102761472SQ201110110820
公開日2012年10月31日 申請日期2011年4月29日 優先權日2011年4月29日
發明者吳東, 張昆, 李宏亮, 謝向輝, 郝子宇, 錢磊 申請人:無錫江南計算技術研究所