| 摘要：結(jié)合實(shí)用化綜合業(yè)務(wù)接入系統(tǒng)內(nèi)部標(biāo)簽分組（ILP）在系統(tǒng)中的傳輸與處理結(jié)構(gòu),針對(duì)ILP在系統(tǒng)中基于多總線背板傳輸?shù)臅r(shí)延與同步問題,提出了一種實(shí)用的“一對(duì)多”背板總線傳輸?shù)淖赃m應(yīng)bit位同步和ILP包同步解決方案和實(shí)現(xiàn)方法,并討論了空閑字節(jié)（Idle Bytes）對(duì)業(yè)務(wù)承載效率的影響。 關(guān)鍵詞：系統(tǒng)內(nèi)部標(biāo)簽分組（ILP） 多級(jí)復(fù)接 自適應(yīng) 同步 系統(tǒng)內(nèi)部標(biāo)簽分組（ILP：Inner-system Labeled Packet）傳輸與交換技術(shù)是國家“863”通信技術(shù)主題重大課題——“實(shí)用化綜合接入系統(tǒng)研究與開發(fā)”課題的關(guān)鍵技術(shù)之一[5],目的在于實(shí)現(xiàn)基于“分組化環(huán)境和業(yè)務(wù)分類”條件下的接入段全帶寬動(dòng)態(tài)分配和利用,并充分保證實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的QoS(Quality Of Service)。實(shí)用化綜合接入系統(tǒng)的ILP傳輸與分組化處理結(jié)構(gòu)如圖1所示。 圖1口遠(yuǎn)端模塊的話音用戶接口完成對(duì)電路型載荷數(shù)據(jù)的分組化處理, 封裝相應(yīng)的系統(tǒng)內(nèi)部標(biāo)簽,形成標(biāo)準(zhǔn)話音數(shù)據(jù)輸出緩沖區(qū);數(shù)據(jù)用戶接口完成對(duì)IP數(shù)據(jù)的解析處理、內(nèi)部標(biāo)簽封裝,并形成IP數(shù)據(jù)輸出緩沖區(qū)。 局端模塊的電話網(wǎng)接口完成對(duì)電路型載荷ILP的標(biāo)簽卸載處理,恢復(fù)相應(yīng)的電路業(yè)務(wù)模式;數(shù)據(jù)網(wǎng)接口完成對(duì)數(shù)據(jù)型ILP的標(biāo)簽卸載,恢復(fù)IP凈載荷數(shù)據(jù),進(jìn)入IP網(wǎng)。 系統(tǒng)的ILP分組流處理單元是系統(tǒng)基于內(nèi)部標(biāo)簽分組（ILP）的輸入輸出核心處理單元,主要功能是完全系統(tǒng)內(nèi)部傳輸帶寬的動(dòng)態(tài)分配、ILP分組的I/O調(diào)度和系統(tǒng)網(wǎng)管（NMS）的通道管理等。 1 問題的提出 系統(tǒng)的ILP分組流處理單元主導(dǎo)其它接口板數(shù)據(jù)交互的實(shí)現(xiàn),在硬件上采用“通用”背板總線技術(shù)（這里的“通用”是指系統(tǒng)的遠(yuǎn)端或局端除了ILP分組流處理單元以外的接口板的位置并不固定,是可以互換的）。并且,為滿足系統(tǒng)大吞吐量（2.5Gbps以上）的要求,系統(tǒng)采用并行總線方式降低數(shù)據(jù)處理速率（考慮總線過寬導(dǎo)致系統(tǒng)成本上升,本系統(tǒng)背板采用32位同步總線,雙向設(shè)計(jì)）。因此總線速率在40M可實(shí)現(xiàn)2.5Gbps吞吐能力,實(shí)際按60M總線速率設(shè)計(jì)。ILP分組流處理單元與其它模塊間的接口及數(shù)據(jù)流向如圖2所示,其中： ·S接口（無論在遠(yuǎn)端還是局端）都是ILP分組流處理單元與高速光傳輸接口板的ILP數(shù)據(jù)傳輸接口,包括數(shù)據(jù)總線、控制總線、地址選擇總線、時(shí)鐘及緩沖區(qū)充盈狀態(tài)指示總線等。 ·G接口在遠(yuǎn)端是ILP分組流處理單元面向各用戶接入板的數(shù)據(jù)輸入輸出和總線控制接口,在局端是面向網(wǎng)絡(luò)側(cè)的數(shù)據(jù)輸入輸出和總線控制接口。G接口通過背板總線與各用戶接入板、電路業(yè)務(wù)處理板或千兆以太網(wǎng)接口板相聯(lián)。 ·H接口是標(biāo)準(zhǔn)HDLC鏈路傳輸口中,在遠(yuǎn)端用于實(shí)現(xiàn)模塊網(wǎng)管主要與用戶接入板、電路業(yè)務(wù)處理板之間的信令及網(wǎng)管業(yè)務(wù)連接。在局端用于實(shí)現(xiàn)模塊網(wǎng)管主機(jī)與數(shù)據(jù)I/O調(diào)度和帶寬動(dòng)態(tài)分配單元之間的信令及網(wǎng)管業(yè)務(wù)連接。 由于ILP分組流處理單元對(duì)各業(yè)務(wù)接口板或傳輸板的訪問都是通過“通用”背板總線進(jìn)行的,而且這種訪問是“一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)”、“多級(jí)驅(qū)動(dòng)隔離”、“高速電氣”交互式訪問,因而板間數(shù)據(jù)和控制總線時(shí)延τ的不一致性必定存在（如圖3所示）,不可避免地會(huì)產(chǎn)生以下總線同步問題： （1）由于板間總線的布局和路徑不同,總線信號(hào)時(shí)延值τ存在離散性,因而“主從”結(jié)構(gòu)背板總線數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐芥i存時(shí)鐘相位難以確定; （2）控制和使能信號(hào)與數(shù)據(jù)總線信號(hào)在背板上傳輸時(shí)延的不確定性,造成數(shù)據(jù)讀寫和邏輯控制等同步操作可靠性差; （3）板間進(jìn)行連續(xù)的ILP包傳輸時(shí),由于數(shù)據(jù)和控制總線時(shí)序邏輯的失步或偏差,當(dāng)主板收到包結(jié)束標(biāo)志時(shí),下一操作指令或許已經(jīng)有效（讀寫操作是連續(xù)進(jìn)行的）,對(duì)端下一包的頭數(shù)據(jù)也可能已進(jìn)入總線,因而造成包同步傳輸?shù)氖。ò孜步坏騺G失）。 （4）這種不同的訪問時(shí)延在系統(tǒng)熱備份切換或熱插拔時(shí)表現(xiàn)出的不確定性更加嚴(yán)重。 2 多級(jí)復(fù)接時(shí)延的自適應(yīng)匹配方法 為了解決背板總線多級(jí)復(fù)接自適應(yīng)同步問題,筆者在ILP分組流處理單元設(shè)計(jì)中采用了基于ILP分組的延自適應(yīng)匹配技術(shù)（Self-adaptive Matching Technique）,即ILP分組流處理單元在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)對(duì)各個(gè)業(yè)務(wù)接口板或傳輸板的總線數(shù)據(jù)到達(dá)時(shí)延進(jìn)行感知測(cè)試。通過一個(gè)所謂“學(xué)習(xí)——統(tǒng)計(jì)——設(shè)定”的單板總線時(shí)延訓(xùn)練過程,確定“主從”結(jié)構(gòu)的總線傳輸時(shí)延參數(shù)。該時(shí)延參數(shù)在系統(tǒng)運(yùn)行過程中可通過底層驅(qū)動(dòng)軟件或上層網(wǎng)管軟件進(jìn)行修正,以保證系統(tǒng)總線同步的可靠性。 ILP分組流處理單元的總線同步時(shí)延τ的訓(xùn)練測(cè)試包括系統(tǒng)自檢（所有板外FIFO正常工作與否的測(cè)試）、各個(gè)功能處理模塊的工作測(cè)試、時(shí)鐘校正、發(fā)送與接收測(cè)試包等,主過程如下： （1）自學(xué)習(xí)過程（Self-learning Process） 系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí),ILP分組流處理單元接管全部對(duì)外數(shù)據(jù)和控制總線,調(diào)用按照系統(tǒng)內(nèi)部標(biāo)簽包格式定義的系統(tǒng)自測(cè)ILP數(shù)據(jù)包,分別向各個(gè)業(yè)務(wù)接口、網(wǎng)絡(luò)接口或傳輸接口子板發(fā)送,隨時(shí)監(jiān)視各子板的確認(rèn)狀態(tài)指示。若測(cè)試訓(xùn)練達(dá)10 6數(shù)據(jù)包仍未得子板正確確認(rèn),則認(rèn)為與該子板的“主從”發(fā)送訓(xùn)練工作失敗,產(chǎn)生告警指示,工作流程如圖4所示。 若ILP分組流處理單元得到子板確認(rèn)信息,則進(jìn)入從子板讀取數(shù)據(jù)的測(cè)試訓(xùn)練流程,如圖5所示。 圖5中ILP分組流處理單元的連續(xù)從子板中讀取10個(gè)正確的ILP數(shù)據(jù)包,說明當(dāng)前工作時(shí)鐘相位準(zhǔn)確,記錄該時(shí)鐘相位φ和總線時(shí)延τ,進(jìn)入系統(tǒng)工作主程序。若讀到的ILP包不正確,則調(diào)整當(dāng)前工作時(shí)鐘相位（可取Δφ=π/4或π/2）;若連續(xù)10 6不正確,認(rèn)為與該子板的“主從”讀取訓(xùn)練失敗,產(chǎn)生告警指示。 各子板的測(cè)試訓(xùn)練工作流程如圖6所示。首先各子板設(shè)定工作時(shí)鐘初相位,檢測(cè)主板向本板的“寫”使能信號(hào)（WR）,若收到的測(cè)試包不正確,則調(diào)整本板當(dāng)前工作時(shí)鐘相位（可取Δφ=π/4或π/2）,繼續(xù)監(jiān)收測(cè)試包。若連續(xù)收到超過10 6個(gè)正常測(cè)試包,說明本板當(dāng)前工作時(shí)鐘相位準(zhǔn)確,記錄該時(shí)鐘相位φ和總線時(shí)延τ,發(fā)出確認(rèn)狀態(tài)。然后根據(jù)主板向本板的“讀”使能信號(hào)（RD）向總線寫入逆向測(cè)試包數(shù)據(jù)。 當(dāng)子板收到退出測(cè)試訓(xùn)練指令時(shí),進(jìn)入本板工作主程序。 （2）統(tǒng)計(jì)分析過程（Statistic & Analytic Process） |
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