一种基于硬件的自适应网络架构及自适应网络方法

摘要

本发明公开了一种基于硬件的自适应网络架构及自适应网络方法，属于网络自适应领域，要解决的技术问题为如何通过硬件实现网络报文解析、满足网络自适应要求；其结构包括PHY芯片、MDIO控制器以及帧管理器，帧管理器包括帧管理控制器、队列管理器、缓存管理器、帧解析管理器、帧解析器、帧管理缓存器、Serdes接口以及DMA接口。一种基于硬件的自适应网络方法，步骤为：通过MDIO 控制器读取PHY芯片的网络状态；根据PHY芯片的网络状态，通过MDIO控制器控制帧缓存管理器和队列管理器，调整帧管理器内网络报文的解析速率；通过MDIO控制器控制帧缓存管理器和队列管理器，调整DMA接口内网络报文的传输速率。

说明书

技术领域

本发明涉及网络自适应领域，具体地说是一种基于硬件的自适应网络架构及自适应网络方法。

背景技术

在进行网络传输时，需要对网络OSI模型配置网络协议栈，若需要提取网络报文信息，网络协议栈的改动较多，数据处理流程复杂，增加系统负担。如何通过硬件实现网络报文解析，满足网络自适应要求是需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的技术任务是针对以上不足，提供一种基于硬件的自适应网络架构及自适应网络方法，解决的问题为如何通过硬件实现网络报文解析、以满足网络自适应要求。

本发明的技术任务是按以下方式实现的：

一种基于硬件的自适应网络架构，包括PHY（英文全称为Physical Layer，中文翻译为物理层）芯片、MDIO（英文全称为Management Data Input/Output，中文翻译为管理数据输入输出）控制器以及帧管理器，帧管理器包括帧管理控制器、队列管理器、缓存管理器、帧解析管理器、帧解析器、帧管理缓存器、Serdes接口以及DMA（英文全称为Direct MemoryAccess，中文翻译为直接内存存取）接口，PHY芯片分别与Serdes接口和MDIO控制器连接，Serdes接口与缓存管理器连接，MDIO控制器分别与缓存管理器和队列管理器连接，缓存管理器、队列管理器、帧管理控制器以及帧解析器均与帧解析管理器连接，缓存管理器、队列管理器、帧管理控制器以及帧解析器均与帧管理缓存器连接，缓存管理器、队列管理器、帧管理控制器、帧解析器以及帧管理缓存器均与DMA接口连接。

一种基于硬件的自适应网络方法，采用如上述所述的基于硬件的自适应网络架构进行网络报文解析及传输，步骤为：

（1）、通过MDIO 控制器读取PHY芯片的网络状态；

（2）、根据PHY芯片的网络状态，通过MDIO控制器控制帧缓存管理器和队列管理器，调整帧管理器内网络报文的解析速率；

（3）、根据PHY芯片的网络状态，通过MDIO控制器控制帧缓存管理器和队列管理器，调整DMA接口内网络报文的传输速率，DMA接口内网络报文的传输速率能够适应PHY芯片对外的传输速率。

步骤（2）中，调整帧解析器内网络报文的解析速率的步骤为：根据PHY芯片的网络状态，MDIO控制器通过缓存管理器和队列管理器控制帧解析管理器以及帧管理缓存器，通过帧解析管理器调整帧解析器内网络报文的解析，网络报文中的报文头和实际载荷能够在帧解析器内分开，上述报文头和实际载荷存储在帧管理缓存器内。

步骤（3）中，调整DMA接口内网络报文的传输速率步骤为：根据PHY芯片的网络状态，通过MDIO控制器控制队列管理器和缓存管理器，队列管理器对解析后的网络报文进行队列排序、帧管理控制器对解析后的网络报文进行策略分析，上述进行过队列排序和策略分析后的网络报文能够由DMA接口输出，DMA接口中网络报文的传输速率适应PHY芯片对外的传输速率。

PHY芯片的网络状态包括未连接、10Mbps、100Mbps和1000Mbps。

本发明的一种基于大数据的交通信号灯提示系统和现有技术具有以下优点：使用硬件实现了网络报文解析，满足了网络自适应要求，无需系统增加网络协议栈，降低了由于网络数据引起的系统负荷。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

附图1为实施例1一种基于硬件的自适应网络架构的结构框图。

具体实施方式

参照说明书附图和具体实施例对本发明的一种基于硬件的自适应网络架构及自适应网络方法作以下详细地说明。

实施例1：

本发明的一种基于硬件的自适应网络架构，其结构包括PHY芯片、MDIO控制器以及帧管理器，帧管理器包括帧管理控制器、队列管理器、缓存管理器、帧解析管理器、帧解析器、帧管理缓存器、Serdes接口以及DMA接口，PHY芯片分别与Serdes接口和MDIO控制器连接，Serdes接口与缓存管理器连接，MDIO控制器分别与缓存管理器和队列管理器连接，缓存管理器、队列管理器、帧管理控制器以及帧解析器均与帧解析管理器连接，缓存管理器、队列管理器、帧管理控制器以及帧解析器均与帧管理缓存器连接，缓存管理器、队列管理器、帧管理控制器、帧解析器以及帧管理缓存器均与DMA接口连接。

帧解析器，用于解析网络报文，网络报文包括报文头和实际载荷。

帧管理缓存器，用于缓存解析后的网络报文，包括报文头和实际载荷。

缓存管理器，用于管理帧管理缓存器的使用情况，确保不会数据溢出。

队列管理器，用于对帧管理缓存器内存储的解析后的网络报文进行报文排序。

帧管理控制器，用于决定网络报文的处理方式，该处理方式包括发送、丢弃等。

Serdes接口，用于传输来自PHY芯片的网络报文信息，并将该网络报文信息传输到缓存管理器内。

DMA接口，用于实现帧管理器与系统的连接，将网络报文和系统需要提取的帧信息发送到系统内。

实施例2：

本发明的一种基于硬件的自适应网络方法,采用实施例1中基于硬件的自适应网络架构进行网络报文解析及传输，步骤为：

（1）、通过MDIO 控制器读取PHY芯片的网络状态；

（2）、根据PHY芯片的网络状态，通过MDIO控制器控制帧缓存管理器和队列管理器，调整帧管理器内网络报文的解析速率；

（3）、根据PHY芯片的网络状态，通过MDIO控制器控制帧缓存管理器和队列管理器，调整DMA接口内网络报文的传输速率，DMA接口内网络报文的传输速率能够适应PHY芯片对外的传输速率。

其中，步骤（2）中调整帧解析器内网络报文的解析速率的步骤为：根据PHY芯片的网络状态，MDIO控制器通过缓存管理器和队列管理器控制帧解析管理器以及帧管理缓存器，通过帧解析管理器调整帧解析器内网络报文的解析，网络报文中的报文头和实际载荷能够在帧解析器内分开，上述报文头和实际载荷存储在帧管理缓存器内。

步骤（3）中调整DMA接口内网络报文的传输速率步骤为：根据PHY芯片的网络状态，通过MDIO控制器控制队列管理器和缓存管理器，队列管理器对解析后的网络报文进行队列排序、帧管理控制器对解析后的网络报文进行策略分析，上述进行过队列排序和策略分析后的网络报文能够由DMA接口输出，DMA接口中网络报文的传输速率适应PHY芯片对外的传输速率。

PHY芯片的网络状态包括未连接、10Mbps、100Mbps和1000Mbps。

通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述的具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。