專利名稱：一種光網絡高階開銷處理裝置及其方法
技術領域：
本發明涉及光傳輸系統，尤其涉及的是一種在光網絡的高階開銷處理中復用處理架構及其復用處理方法。
背景技術：
現有技術的在同步數字系列SDH(Synchronous Digital Hierarchy)/同步光網絡SONET(Synchronous Optical Network)開銷處理、映射芯片、低階交叉芯片中，都會處理高階開銷字節，如J1/B3/C2/G1/H4/K3等字節，用于保證高階通道VC-4/STS-1 SPE的正常傳輸，J1字節保證通道連續發送，B3用于檢驗通道有沒有誤碼，C2字節用于保證信號類型正確，G1用于回告遠端誤碼告警，H4用于低階通道復幀指示，K3用于VC-4高階通道APS保護倒換。
目前一般的實現方法是當某個時隙來到時，相應處理某個開銷字節，然后產生相應告警，上報微處理器。一般來說，開銷字節的處理與開銷時隙的發生是密切相關地，開銷時隙什么時候到來，就立即處理該開銷字節。
現有技術的一種處理方式是有多少套高階開銷HPOH(High order PathOverhead)，就相應有多少套高階開銷處理邏輯，因此對于一個4×622M的實例應用，需要例化16套開銷處理邏輯，如圖1所示。由于開銷處理邏輯相應設置，沒有復用，導致芯片的面積增大，功耗也增大，相應芯片的制造成本急劇上升，根本無法實現大規模的芯片，如10G，40G等芯片的高階開銷處理。
現有技術的另一種處理方式，是實現了一定程度的復用，如圖2所示。仍以一個4×622M的應用為例，如果芯片的工作時鐘為77.76MHz，芯片會以622M即8*77.76MHz并行數據為單位來復用開銷處理邏輯，即4個VC-4共用一套開銷處理邏輯，將中間結果使用存儲器MEMORY存儲起來，然后對整個邏輯和MEMORY組成的整體進行4次例化，完成2.5G容量的開銷處理邏輯。雖然該實現方法有一定的開銷處理邏輯復用，但依然無法克服系統時鐘頻率的限制，對于8*77.76MHz并行數據，只能復用4個VC-4高階開銷處理，而對于8*155.52MHz并行數據，也只能復用8個VC-4高階開銷處理，但芯片的工作時鐘不能無限上升，對于處理20G(128個VC-4)，40G(256個VC-4)等大容量芯片的高階開銷，也仍然會導致芯片的面積增大，功耗也增大，相應芯片的制造成本也上升。
因此，現有技術存在一定缺陷，而有待于改進和發展。
發明內容
本發明的目的在于提供一種光網絡高階開銷處理裝置及其方法，所要解決的技術問題是針對大容量芯片的高階開銷，會導致芯片的面積增大，功耗也增大，相應芯片的制造成本也相應上升的缺陷，采用存儲開銷、輪詢處理的機制，可以只使用一套開銷處理邏輯，而處理256個VC-4高階通道開銷或256×3個STS-1SPE高階通道開銷。
本發明的技術方案如下一種光網絡高階開銷處理裝置，其中，所述開銷處理裝置包括開銷存儲器、開銷處理器、處理結果和中間狀態存儲器、開銷處理器控制模塊；所述開銷處理器控制模塊控制連接所述開銷存儲器、開銷處理器、處理結果和中間狀態存儲器，由系統芯片輸入所有要處理的開銷字節的時隙和解擾后的數據，以及對應的虛容器編號，所述開銷處理器對字節進行編碼，把同一通道的所有開銷字節存入同一個開銷存儲器的地址；同時按照虛容器編號把不同的通道開銷字節依次存入不同的地址空間，通過所述開銷處理器控制模塊產生一個對應的循環變化地址來依次反復讀取所述開銷存儲器來輪詢處理；所述開銷處理器的各開銷字節處理模塊利用新送入的開銷字節以及從所述處理結果和中間狀態存儲器讀出的中間狀態值來進行運算處理，把處理得到的結果寫入所述處理結果和中間狀態存儲器中，同時把中間狀態值寫入處理結果和中間狀態存儲中。
所述的裝置，其中，所述開銷存儲器依次存儲開銷字節，和記錄開銷字節的順序編碼，其寬度固定為預定比特寬，深度隨著系統芯片的處理容量的增加而增加。
所述的裝置，其中，所述開銷處理器控制模塊產生一個對應的循環變化地址來依次反復讀取所述開銷存儲器，在輪詢過程中，同時讀出開銷字節和對應的字節編碼位，送往所述開銷處理器，同時對字節編碼進行譯碼，送往相應開銷字節處理模塊進行處理。
所述的裝置，其中，所述開銷處理器包括多個獨立并行的開銷字節處理模塊分別處理各開銷字節，從所述開銷存儲器送入的字節信息首先經過一個1-6解復用器分解為對應個數的比特通道，分別送給相應的開銷字節處理模塊。
所述的裝置，其中，所述各開銷字節處理模塊利用新送入的開銷字節以及從所述處理結果和中間狀態存儲器讀出的中間狀態值來進行運算處理，然后把處理得到的結果寫入所述處理結果和中間狀態存儲器中，同時把中間狀態值寫入所述處理結果和中間狀態存儲器中，本通道下次相同開銷處理時則把中間狀態值讀出。
所述的裝置，其中，所述開銷字節包括J1、B3、C2、G1、H4或K3。
一種所述的光網絡高階開銷處理中復用處理的方法，其中，所述方法包括以下步驟a)系統芯片輸入所有要處理的開銷字節的時隙和解擾后的數據，以及對應的虛容器編號；b)開銷處理器對字節進行編碼，把同一通道的所有開銷字節存入同一個開銷存儲器的地址；同時按照虛容器編號把不同的通道開銷字節依次存入不同的地址空間，以便開銷處理邏輯來輪詢處理。
所述的方法，其中，所述開銷處理邏輯包括以下步驟b1)所述開銷存儲器依次存儲開銷字節和記錄開銷字節的順序編碼，每個地址空間通過字節順序編碼同時存儲同一通道的各個待處理開銷字節；b2)所述開銷處理器控制模塊產生一個對應的循環變化地址來依次反復讀取所述開銷存儲器，在輪詢過程中，同時讀出開銷字節和對應的字節編碼，送往開銷處理器；b3)所述開銷處理器分為多個獨立并行的模塊分別處理各開銷字節，從所述開銷存儲器送入的字節信息首先根據字節編碼分解為對應個數的通道，分別送給相應的開銷字節處理模塊；b4)各開銷字節處理模塊利用新送入的開銷字節以及從所述處理結果和中間狀態存儲器讀出的中間狀態值來進行運算處理，把處理得到的結果寫入所述處理結果和中間狀態存儲器中，同時把中間狀態值寫入處理結果和中間狀態存儲中。
所述的方法，其中，所述步驟b2)中還包括b21)如果字節編碼位與上次讀到的不同，表明此開銷未曾處理，這次輪詢要進行處理，對字節編碼進行譯碼，看對應的高階通道開銷字節是具體哪個字節，送往相應的開銷字節處理模塊進行處理；b22)如果字節編碼位與上次讀到的相同，表明此開銷已經處理，這次輪詢不再進行處理，讀出開銷字節和字節編碼位后，保存本次輪詢的字節編碼位，用于和下次的字節編碼位進行比較，確定輪詢到的開銷字節是否已經處理過。
所述的方法，其中，所述開銷字節包括J1、B3、C2、G1、H4或K3。
所述的方法，其中，所述步驟b4)對于B3字節的處理過程包括由系統芯片預先計算好凈負荷的比特間插奇偶校驗BIP-8值，由所述系統芯片在J1時隙位置存入比特間插奇偶校驗存儲器中，然后由輪詢電路產生和處理結果和中間狀態存儲器相同的讀地址，在需要時讀出比特間插奇偶校驗BIP-8數據輸出給B3開銷處理模塊并與B3開銷字節比較得出誤碼數。
本發明所提供的一種光網絡高階開銷處理裝置及其方法，由于采用了存儲開銷和輪詢處理的機制，針對大容量芯片的高階開銷，只使用一套開銷處理邏輯，大大節省了芯片面積和功耗，從而也降低了生產成本。
圖1為現有技術的VC-4/STS-1高階開銷處理無復用方式的功能框圖；圖2為現有技術的VC-4/STS-1高階開銷處理的第二種方式功能框圖；圖3為本發明的VC-4/STS-1高階開銷及輪詢處理的功能框圖；圖4為本發明的高階通道開銷存儲器HPOH_MEM的具體結構示意圖；圖5為本發明的高階開銷字節順序編碼結構定義示意圖；圖6為本發明的輪詢高階開銷處理的時序關系示意圖；圖7為本發明方法與現有技術的效果對比圖。
具體實施例方式
下文，將詳細描述本發明的各較佳實施例。
本發明所述光網絡高階開銷處理中復用處理架構的實現方法，其整個的開銷處理裝置包括四部分開銷存儲器110、開銷處理器130、處理結果和中間狀態存儲器140、開銷處理器控制模塊120，如圖3所示的。
如圖3所示系統芯片輸入所有要處理的開銷字節J1、B3、C2、G1、H4和K3的時隙和解擾后的數據，以及對應的虛容器編號VC-NUM，開銷處理器會對字節進行編碼，這樣把同一通道的所有開銷字節可存入同一個存儲器地址，可節省存儲器空間；同時按照VC-NUM把不同的通道開銷字節依次存入不同的地址空間，以便開銷處理邏輯來輪詢處理。
所述高階通道的開銷存儲器HPOH_MEM的具體結構如圖4所示，依次存儲開銷字節J1/B3/C2/G1/H4/K3，和記錄開銷字節的順序編碼。HPOH_MEM的寬度固定為8+3＝11比特寬，深度會隨著系統芯片IP CORE處理容量的增加而增加，但本發明為每個VC-4/STS-1SPE的容量大小分配了3個存儲空間，每個地址12比特寬。對于映射結構是STS-1時，正好用完所有的3個地址空間，每個地址空間通過字節順序編碼CODE[2:0]同時存儲J1/B3/C2/G1/H4/K3六個待處理字節。對于映射結構是VC-4時，只用前一個地址空間，每個地址空間通過字節順序編碼CODE[2:0]同時存儲J1/B3/C2/G1/H4/K3六個待處理字節。
同時，所述開銷處理器控制模塊產生一個對應的循環變化地址來依次反復讀取所述高階通道開銷存儲器HPOH_MEM，從第1個VC-4/STS-1的開銷字節到第M*N(M＝3/12/24、N＝0/1/2……30/31)個VC-4/STS-1的開銷字節，然后回到第1個VC-4/STS-1的開銷字節，新的循環又開始進行。在輪詢過程中，同時讀出8比特開銷字節和字節編碼CODE[2:0]位，送往開銷處理器。如果CODE[2:0]位與上次讀到的不同，表明此開銷未曾處理，這次輪詢要進行處理。同時對字節編碼CODE[2:0]進行譯碼，看對應的HPOH[7:0]是具體哪個字節，送往相應開銷字節處理模塊進行處理。如果CODE[2:0]位與上次讀到的相同，表明此開銷已經處理，這次輪詢不再進行處理。讀出8比特開銷字節和字節編碼CODE[2:0]位后，應保存本次輪詢的CODE[2:0]位，用于和下次的CODE[2:0]位進行比較，確定輪詢到的開銷字節是否已經處理過。
開銷處理器分為6個獨立并行的模塊分別處理J1、B3、C2、G1、H4和K3字節，從所述高階通道開銷存儲器HPOH_MEM模塊送入的8比特字節信息首先經過一個1-6解復用器分解為6個8比特通道，分別送給相應的6個開銷字節處理模塊。解復用器的選擇信號就是字節編碼CODE[2:0]。字節編碼CODE[2:0]的結構定義如圖5所示。
各開銷處理模塊利用新送入的開銷字節以及從所述處理結果和中間狀態存儲STATUS_MEM讀出的中間狀態值來進行運算處理，然后把處理得到的結果如告警誤碼計數等寫入所述處理結果和中間狀態存儲STATUS_MEM中，同時也把中間狀態值寫入處理結果和中間狀態存儲STATUS_MEM中，以便別的通道相同字節能夠使用開銷處理器，而本通道下次相同開銷處理時則把中間狀態值讀出，這樣就保證了開銷處理信息的完整性，從而達到了開銷處理邏輯的復用。
但對于B3字節的處理有些特殊，其它的5個開銷字節處理僅與開銷的8比特相關，而B3不僅僅與8比特開銷相關，還與每幀的凈負荷SPE相關。所以由系統芯片預先計算好凈負荷SPE的比特間插奇偶校驗BIP-8值，然后由IP CORE在J1時隙位置存入比特間插奇偶校驗存儲器中，然后由輪詢電路產生和HPOH_MEM相同的讀地址，在合適的時侯讀出比特間插奇偶校驗BIP-8數據輸出給B3開銷處理模塊并與B3開銷字節比較得出誤碼數。
所述開銷處理器將處理結果和中間狀態值送出，直接與各個字節STATUS_MEM的寫入數據相連。
開銷處理器控制模塊產生一個對應的循環的變化地址來依次反復寫入和讀出所述處理結果和中間狀態存儲STATUS_MEM，由于各開銷字節處理差別很大，導致存儲的比特寬度也很大，這樣本發明的所述處理結果和中間狀態存儲分開存儲各開銷字節，共分為J1_STATUS_MEM、B3_STATUS_MEM、C2_STATUS_MEM、G1_STATUS_MEM、H4_STATUS_MEM、K3_STATUS_MEM等6個存儲空間，它們共用相同的讀寫地址，即所有6個開銷字節存儲器的輪詢地址是一致的，從第1個VC-4/STS-1的第一個J1/B3/C2/G1/H4/K3字節到第M*N(M＝3/12/24、N＝0/1/2……30/31)個VC-4/STS-1的最后一個J1/B3/C2/G1/H4/K3字節，然后回到第1個VC-4的第一個J1/B3/C2/G1/H4/K3字節，新的循環又開始。但每次只讀取或寫入一個開銷字節，通過開銷字節編碼CODE[2:0]譯碼后產生的讀使能和寫使能來選定讀取或寫入具體的開銷字節存儲器。在輪詢過程中，把各開銷處理模塊產生的告警性能和中間狀態讀出或寫入STATUS_MEM，需注意的是STATUS_MEM地址的分配和輪詢速度與讀寫HPOH_MEM的地址和輪詢速度在時序上是不一樣的。
告警性能和中間狀態存儲器STATUS_MEM則按預先分配好的RAM空間存取每個通道的每個開銷字節的處理結果或中間狀態。每個開銷字節的VC-NUM以及字節順序編碼與分配的地址一一對應。如J1字節要存取TIM告警結果，CRC值和幀和值的中間狀態值；B3字節要存取B3誤碼個數結果，同時需要額外的比特間插奇偶校驗BIP-8計算模塊；C2字節要存取UNEQ、VCAIS和PLM告警結果；G1要存取REI誤碼個數和RDI/E-RDI告警結果；H4字節要存取H4低2位、LOM告警結果和前后幀的H4字節低2位的中間狀態值；K3字節要存取APS和NAPS告警結果。
接口電路是指設備之間用來通訊或控制的接口集成電路，本發明所述的光網絡高階開銷處理裝置及其方法采用全局配置接口電路接收用戶給芯片的全局配置信息，主要包括復位和時鐘信號，以及SDH/SONET模式選擇和容量選擇。通道全局配置接口電路主要是告警檢測時的具體過濾幀數目和SD/SF的時間窗和域值配置。單通道配置接口電路主要是字節處理模式的選擇和J1和C2配置字節。所述通道全局配置接口電路和單通道配置接口電路都屬于通道配置接口電路。所述通道配置接口電路主要是報告各個實時告警和性能統計信息，其具體的時序圖如圖6所示以2.5G容量SDH模式J1字節處理為例子的詳細時序圖，其它字節的處理時序圖與此相同，不再一一畫出。
本發明對于較大規模的開銷處理來說，由于只共用一套開銷處理邏輯，且能夠實現同一開銷字節所有處理結果和狀態的共同存儲，因此在實現上更方便使用RAM，這樣在芯片的面積上可大幅度的減小。
下面以4×622M為例的情況，可以很明顯的看出按輪詢方式處理高階開銷帶來的面積節省效果，綜合使用的軟件工具是SYNPLIFY PRO 7.3.4，器件是XINLINX VIRTEX 2XC2V500FG256-5，時鐘約束是100MHz。
對比的結果如圖7所示，由此可以看出，對于2.5G容量，采用輪詢處理方式后，LUT節省了近2/3，REG節省了近1/2，而對于10G，40G等更大容量的高階開銷處理，輪詢處理的模式可節省掉7/8或31/32的面積，由此大大降低芯片的成本，可帶來巨大的經濟效益。本發明方法高度復用開銷處理邏輯，極大的節省了面積。
需做說明的是，本發明上述實施例中采用的是RAM存儲來處理開銷字節，然后輪詢處理，也可以使用FIFO的方式來存儲開銷，然后順序讀出，再進行處理，以達到復用開銷處理邏輯的目的。
另外，對于低階開銷，也可使用類似的思想進行處理。本發明的關于具體實施例的上述描述較為具體，并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制，其專利保護范圍應以所附權利要求為準。
權利要求
1.一種光網絡高階開銷處理裝置，其特征在于，所述開銷處理裝置包括開銷存儲器、開銷處理器、處理結果和中間狀態存儲器、開銷處理器控制模塊；所述開銷處理器控制模塊連接所述開銷存儲器、開銷處理器、處理結果和中間狀態存儲器，用于控制將由系統芯片輸入所有要處理的開銷字節的時隙和解擾后的數據，以及對應的虛容器編號，所述開銷處理器對字節進行編碼，把同一通道的所有開銷字節存入同一個開銷存儲器的地址；同時按照虛容器編號把不同的通道開銷字節依次存入不同的地址空間，通過所述開銷處理器控制模塊產生一個對應的循環變化地址來依次反復讀取所述開銷存儲器來輪詢處理。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述開銷存儲器用于依次存儲開銷字節，和記錄開銷字節的順序編碼，其寬度固定為預定比特寬，深度隨著系統芯片的處理容量的增加而增加。
3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述開銷處理器控制模塊用于產生一個對應的循環變化地址來依次反復讀取所述開銷存儲器，在輪詢過程中，同時讀出開銷字節和對應的字節編碼位，送往所述開銷處理器，同時對字節編碼進行譯碼，送往相應開銷字節處理模塊進行處理。
4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述開銷處理器包括多個獨立并行的開銷字節處理模塊分別處理各開銷字節，從所述開銷存儲器送入的字節信息首先經過一個1-6解復用器分解為對應個數的比特通道，分別送給相應的開銷字節處理模塊。
5.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述各開銷字節處理模塊用于將新送入的開銷字節以及從所述處理結果和中間狀態存儲器讀出的中間狀態值來進行運算處理，把處理得到的結果寫入所述處理結果和中間狀態存儲器中，同時把中間狀態值寫入所述處理結果和中間狀態存儲器中，本通道下次相同開銷處理時則把中間狀態值讀出。
6.根據權利要求1～5任意權項所述的裝置，其特征在于，所述開銷字節包括J1、B3、C2、G1、H4或K3。
7.一種如權利要求1所述的光網絡高階開銷處理中復用處理的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟a)系統芯片輸入所有要處理的開銷字節的時隙和解擾后的數據，以及對應的虛容器編號；b)開銷處理器對字節進行編碼，把同一通道的所有開銷字節存入同一個開銷存儲器的地址；同時按照虛容器編號把不同的通道開銷字節依次存入不同的地址空間，由開銷處理邏輯來輪詢處理。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述開銷處理邏輯包括以下步驟b1)所述開銷存儲器依次存儲開銷字節和記錄開銷字節的順序編碼，每個地址空間通過字節順序編碼同時存儲同一通道的各個待處理開銷字節；b2)所述開銷處理器控制模塊產生一個對應的循環變化地址來依次反復讀取所述開銷存儲器，在輪詢過程中，同時讀出開銷字節和對應的字節編碼，送往開銷處理器；b3)所述開銷處理器分為多個獨立并行的模塊分別處理各開銷字節，從所述開銷存儲器送入的字節信息首先根據字節編碼分解為對應個數的通道，分別送給相應的開銷字節處理模塊；b4)各開銷字節處理模塊利用新送入的開銷字節以及從所述處理結果和中間狀態存儲器讀出的中間狀態值來進行運算處理，把處理得到的結果寫入所述處理結果和中間狀態存儲器中，同時把中間狀態值寫入處理結果和中間狀態存儲中。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述步驟b2)中還包括b21)如果字節編碼位與上次讀到的不同，表明此開銷未曾處理，這次輪詢要進行處理，對字節編碼進行譯碼，看對應的高階通道開銷字節是具體哪個字節，送往相應的開銷字節處理模塊進行處理；b22)如果字節編碼位與上次讀到的相同，表明此開銷已經處理，這次輪詢不再進行處理，讀出開銷字節和字節編碼位后，保存本次輪詢的字節編碼位，用于和下次的字節編碼位進行比較，確定輪詢到的開銷字節是否已經處理過。
10.根據權利要求7～9任意權項所述的方法，其特征在于，所述開銷字節包括J1、B3、C2、G1、H4或K3。
11.根據權利要求10所述的方法，其特征在于，所述步驟b4)對于B3字節的處理過程包括由系統芯片預先計算好凈負荷的比特間插奇偶校驗BIP-8值，由所述系統芯片在J1時隙位置存入比特間插奇偶校驗存儲器中，然后由輪詢電路產生和處理結果和中間狀態存儲器相同的讀地址，在需要時讀出比特間插奇偶校驗BIP-8數據輸出給B3開銷處理模塊并與B3開銷字節比較得出誤碼數。
全文摘要
本發明的一種光網絡高階開銷處理裝置及其方法，所述裝置的開銷處理裝置包括開銷存儲器、開銷處理器、處理結果和中間狀態存儲器、開銷處理器控制模塊；所述開銷處理器控制模塊控制連接所述開銷存儲器、開銷處理器、處理結果和中間狀態存儲器，由系統芯片輸入所有要處理的開銷字節的時隙和解擾后的數據，以及對應的虛容器編號，所述開銷處理器對字節進行編碼，把同一通道的所有開銷字節存入同一個開銷存儲器的地址；同時按照虛容器編號把不同的通道開銷字節依次存入不同的地址空間，以便開銷處理邏輯來輪詢處理。本發明裝置及其方法針對大容量芯片的高階開銷，只使用一套開銷處理邏輯，大大節省了芯片面積和功耗，從而也降低了生產成本。
文檔編號H04J3/08GK1841977SQ20051003383
公開日2006年10月4日 申請日期2005年4月1日 優先權日2005年4月1日
發明者柳海波, 楊鋒國 申請人:華為技術有限公司