一种适应不同传输速率的时间触发业务转发器及方法

摘要

一种适应不同传输速率的时间触发业务转发器及方法，其转发器包括过滤模块、全互联交换网络模块、调度模块、缓存区模块。方法包括：获取当前窗口信息，预取下一个窗口信息，开启接收窗口，接收数据帧，判断业务识别号正确性，将数据帧写入缓存区，循环冗余校验数据帧，丢弃校验错误和帧长过长的数据帧，关闭接收窗口，将数据帧从缓存区读出并向外部输出，修改当前窗口信息。本发明在时间触发以太网标准下，对交换节点接收的不同传输速率的时间触发业务数据帧进行过滤与转发，同时采用预取下一个窗口调度信息的方式，降低转发器对外部调度信息输入速率的需求。

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及网络通信技术领域中的一种适应不同传输速率的时间触发业务转发器及方法。本发明可在时间触发以太网标准下，对时间触发以太网系统中转发器接收的不同传输速率的时间触发业务数据帧实现过滤与转发。

背景技术

为了满足工业控制系统对节点间通信能力的需求，人们希望将低成本、高带宽、高灵活性的以太网技术应用到工业控制网络中。但以太网标准中对数据包的传输是“尽力而为”的，不能保证关键控制数据传输的实时性和完整性。为了解决这一问题，国际自动机工程师学会提出了时间触发以太网标准，将网络中的业务分为时间触发业务和事件触发业务。其中时间触发业务服务于网络中的关键控制数据，而事件触发业务服务于非关键数据。对于时间触发业务，系统在运行前对其传输时间和传输路径先行规划，保证在传输的过程中不存在任何冲突；对于事件触发业务的传输则完全与普通以太网传输服务相同。

时间触发以太网是一种典型的交换式网络，系统中包含针对时间触发业务的转发器。根据标准规定，时间触发业务的转发器必须具有调度表读表能力，可以根据时间调度表在特定的系统时间下开放输入端口、关闭输入端口、转发业务数据帧到指定的输出端口。除此之外，转发器必须对接收到的时间触发业务执行过滤操作，丢弃到达时间不合法、业务识别号不合法、数据帧长度不合法的数据帧。除此以外，为了满足关键控制数据对传输实时性的需求，转发器在转发时必须保证较低的转发时延和极低的时延抖动。

北京计算机技术及应用研究所在其申请的专利文献“一种高同步的时间触发以太网装置及方法”(申请号：201710616838.7，公开号：CN107483135A)中提出的一种高同步的时间触发以太网装置及方法。该装置包括交换/控制逻辑、本地时钟、同步原语接收模块、时钟同步模块、时间触发器、中央控制器、任务调度控制模块、数据缓冲区、发送缓冲区、同步原语发送模块、配置存储器，交换/控制逻辑用于进行交换机对其所连网络端系统进行控制；本地时钟用于提供交换机整体的工作时钟；同步原语接收模块，用来接收由端系统发送来的数据，区分出时钟同步原语和传输数据帧，并向中央控制器传输这两部分数据；时钟同步模块，用于接收中央控制器发出的时钟同步控制命令，产生时钟同步具体信息，并实现时钟同步；时间触发器，用于提供时间触发事件所需的时间触发条件和时间信息；中央控制器，用于控制交换机内的各模块的工作；任务调度控制模块，依据任务调度表，用来对交换机中收到的数据进行分类控制，将不同的数据放进对应的数据缓冲区中；数据缓冲区，用于存放对应的待发送数据；发送缓冲区，用于经过任务调度控制后，缓存当前需要发送的数据；同步原语发送模块，用于同步原语发送；配置存储器，用于存储交换机的配置信息。该装置存在的不足之处是，数据缓冲区缺乏过长数据帧的过滤功能，无法丢弃过长数据帧的，导致过长数据帧过度占用网络带宽。

该专利所公开的方法的步骤是，第一，上电加载初始化，加载配置信息；第二，接收数据与时钟同步原语步骤，交换机接收网络传输过来的数据；第三，分解同步原语与数据帧；第四，时钟原语预处理步骤；第五，时间同步步骤，完成交换机的时钟同步；第六，数据分类缓存步骤，将数据分别缓存到对应数据队列中；第七，数据待发步骤，将当前要发送的数据放入发送缓存区；第八，原语插入操作，在发送链路中插入时钟同步原语。该方法存在的不足是，对数据帧进行了两次缓存，由于每一次缓存都会引入转发时延，所以该方法相比于一次缓存的方法，对数据帧引入的转发时延更大。

高鹏飞在其发表的论文“时间触发以太网交换机设计”(西安电子科技大学，硕士学位论文，发表时间：2014年11月)中提出一种时间触发交换层装置及方法。该装置包括，输入控制模块、交换矩阵模块、输出控制模块、调度模块、时间同步模块、中央监控单元接口、CPU接口，输入控制模块，用于根据调度信息，打开数据帧接收窗口，过滤到达时间错误的数据帧；交换矩阵模块，交换矩阵模块根据调度模块送来的配置信息，实现数据帧在不同输入输出接口之间的交换；输出控制模块，用于将交换后的时间触发业务数据帧送出交换层；调度模块，根据时间调度表内容，实施配置交换矩阵；时间同步模块，解析时钟同步帧，完成时钟同步；中央监控单元接口，将交换过程中需要监控的参数上交CPU；CPU接口，建立与CPU之间的通信通道。该装置存在的不足之处是，交换层内部缺乏数据帧的缓存区，无法数据帧在转发器内部的数据通道传输时无法改变传输速率，所以该装置无法完成不同传输速率数据帧的转发。

该论文所公开的方法的步骤是，第一，初始化，通过CPU接口接收CPU对调度模块的配置数据；第二、输入控制模块根据调度模块给出的调度信息，打开时间触发业务交换层的接收窗口；第三，交换矩阵模块根据调度信息，打开输入控制模块到对应输出控制模块的数据传输通道；第四，输出控制模块将需要输出的数据发送到交换层外的网络中；第五，调度模块读取下一条调度信息，并将信息送入输入控制模块和交换模块。该方法存在的不足之处是，调度模块在输出数据帧之后读取下一条调度信息，由于下一条调度信息读取必须在下一次转发开始之前完成，所以当两次转发时间间隔短时，该方法要求调度信息高速读出。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种适应不同传输速率的时间触发业务转发器和方法。本发明可对时间触发以太网中，不同传输速率的时间触发业务数据帧实现过滤与转发，并通过预取下一个窗口调度信息，降低转发器对调度信息读出速率的需求。

为了实现上述目的，本发明的思路是：首先获取当前窗口调度信息和下一个窗口调度信息，全互联网络模块根据当前窗口调度信息选通数据通道，调度模块在系统时钟值等于窗口开启时间点时，开启接收窗口，过滤模块接收从外部输入的数据帧并丢弃业务识别号错误的数据帧，全互联交换网络模块通过已选通的数据通道将数据帧输出至缓存区模块，然后缓存区模块丢弃循环冗余校验错误的和过长数据帧，将缓存区的写通道速率设置为数据帧从外部输入的速率，将数据帧写入缓存区，最后调度模块在系统时钟值等于发送时间点时，关闭接收窗口，缓存区模块将将缓存区的读通道速率设置为数据向外部输出的速率，将数据帧从缓存区读出，并输出至外部，完成本次转发。

为了实现上述目的，本发明的转发器包括缓存区模块、调度模块、全互联交换网络模块、过滤模块；所述缓存区模块的输入端与全互联交换网络模块输出端和调度模块输出端相连，输出端与外部输出相连；调度模块的输入端与外部输入相连，输出端与全互联交换网络模块输入端和缓存区模块输入端相连；全互联交换网络模块输入端与过滤模块输出端和调度模块输出端相连，全互联网络模块输出端与过滤模块输入端和缓存区模块输入端相连；过滤模块输入端与外部输入相连，输出端与全互联交换网络模块输入端相连；其中：

所述缓存区模块，用于初始化时，将全零写入存储区的全部地址空间；判断数据帧从外部输入的速率是否为1000Mbps，若是，将寄存器写通道的时钟周期设置为8ns，通道位宽设置为8bit，否则，将寄存器写通道的时钟周期设置为80ns，通道位宽设置为8bit；通过寄存器写通道，将数据帧写入模块内部的存储器；判断数据帧的帧长度是否大于业务最大帧长，若是，则丢弃数据帧，否则，循环冗余校验数据帧；将数据帧的比特序列左移32位，将所得序列的数值作为待校验值；用待校验值除以79764919，将所得的余数作为数据帧校验值；判断数据帧校验结果值是否等于4294967295，若是，将写入完成信号置为高电平，否则，丢弃数据帧；收到数据帧输出脉冲时，判断数据帧向外部输出的速率是否为1000Mbps，若是，将模块内部的寄存器读通道的时钟周期设置为8ns，通道位宽设置为8bit；否则，将模块内部的寄存器读通道的时钟周期设置为80ns，通道位宽设置为8bit；打开寄存器读通道，从模块内部的存储器读出数据帧；将读出的数据帧输出至转发器外部；

所述调度模块，用于初始化时将读表地址计数器的计数值置零；初始化时，设置读表地址计数器上限值；使用调度信息获取方法，得到窗口关闭时间点；获取当前窗口信息时，将调度信息、窗口关闭时间点存入到当前窗口信息寄存器；获取下一个窗口信息时，将调度信息、窗口关闭时间点存入到下一个窗口信息寄存器；判断读表地址计数器的计数值是否大于读表地址计数上限值，若是，将读表地址计数器的计数值置零，否则，将读表地址计数器的计数值加1；接收从外部输入的系统时钟值；当系统时钟值位于当前窗口信息中开启时间点与发送时间点之间时，将窗口开启信号置为高电平；将当前窗口信息输出至全互联交换网络模块和缓存区模块；当系统时钟值等于当前发送时间点寄存器值时，将窗口开启信号置为低电平；判断写入完成信号是否为高电平，若是，则产生数据帧输出脉冲，否则，不产生任何脉冲；将预取的下一个窗口信息存入当前窗口信息寄存器中；

所述全互联交换网络模块，用于通过4-16编码方法，获得业务输入端口序号的独热码编码，将该独热码编码作为选通信号；使用选通信号选通模块内部的数据通道，通过数据通道，将窗口开启信号、可接收业务识别号输出至过滤模块；通过已选通的数据通道，将数据帧输出至缓存区模块；

所述过滤模块，用于判断过滤模块接收从外部输入的数据帧的窗口开启信号是否为高电平，若是，则提取数据帧的第5、6字节，作为数据帧的业务识别号，否则，丢弃数据帧；判断数据帧的业务识别号是否等于可接收业务识别号，若是，将数据帧输出至全互联交换网络模块，否则，丢弃数据帧。

本发明的方法是使用时间触发业务转发器，对时间触发业务交换节点接收的不同传输速率的数据帧实现过滤与转发功能，并且通过预取下一个窗口信息的方式，降低转发器对外部调度信息输入速率的需求，具体步骤包括如下：

(1)初始化：

(1a)缓存区模块将全零写入本模块中存储区的全部地址空间；

(1b)将调度模块中的读表地址计数器的计数值置零；

(1c)设置读表地址计数器上限值；

(2)获取当前窗口信息：

(2a)调度模块使用调度信息获取方法，得到窗口关闭时间点；

(2b)将调度信息、窗口关闭时间点存入当前窗口信息寄存器；

(2c)判断读表地址计数器的计数值是否大于读表地址计数上限值，若是，将读表地址计数器的计数值置零后执行步骤(3)；否则，将读表地址计数器的计数值加1后执行步骤(3)；

(3)预取下一个窗口信息：

(3a)调度模块使用调度信息获取方法，获取从外部输入的调度信息，并得到窗口关闭时间点；

(3b)将调度信息、窗口关闭时间点存入到下一个窗口信息寄存器；

(3c)判断读表地址计数器的计数值是否大于读表地址计数上限值，若是，将读表地址计数器的计数值置零后执行步骤(4)；否则，将读表地址计数器的计数值加1后执行步骤(4)；

(4)开启窗口：

(4a)调度模块接收从外部输入的系统时钟值；

(4b)当系统时钟值位于当前窗口信息中开启时间点与发送时间点之间时，调度模块将窗口开启信号置为高电平；

(4c)调度模块将当前窗口信息输出至全互联交换网络模块和缓存区模块；

(4d)全互联交换网络模块通过4-16编码方法，获得业务输入端口序号的独热码编码，将该独热码编码作为选通信号；

(4e)使用选通信号选通全互联交换网络模块内部的数据通道，通过数据通道，将窗口开启信号、可接收业务识别号输出至过滤模块；

(5)判断过滤模块接收从外部输入的数据帧的窗口开启信号是否为高电平，若是，执行步骤(6)；否则，丢弃数据帧后执行步骤(10)；

(6)过滤模块提取数据帧的第5、6字节，作为数据帧的业务识别号；

(7)过滤模块判断数据帧的业务识别号是否等于可接收业务识别号，若是，则执行步骤(8)；否则，丢弃数据帧后执行步骤(10)；

(8)写入数据帧：

(8a)过滤模块将数据帧输出至全互联交换网络模块；

(8b)全互联交换网络模块通过已选通的数据通道，将数据帧输出至缓存区模块；

(8c)缓存区模块判断数据帧从外部输入的速率是否为1000Mbps，若是，则执行步骤(8d)；否则，执行步骤(8e)；

(8d)将缓存区模块内部的寄存器写通道的时钟周期设置为8ns，通道位宽设置为8bit；

(8e)将缓存区模块内部的寄存器写通道的时钟周期设置为80ns，通道位宽设置为8bit；

(8f)通过缓存区模块的寄存器写通道，将数据帧写入模块内部的存储器；

(9)缓存区模块判断数据帧的帧长度是否大于业务最大帧长，若是，则丢弃数据帧后执行步骤(11)；否则，执行步骤(10)；

(10)循环冗余校验数据帧：

(10a)缓存区模块将数据帧的比特序列左移32位，将所得序列的数值作为待校验值；

(10b)用待校验值除以79764919，将所得的余数作为数据帧校验值；

(10c)判断数据帧校验值是否等于4294967295，若是，则执行步骤(10e)；否则，执行步骤(10d)；

(10d)缓存区模块丢弃数据帧；

(10e)缓存区模块将写入完成信号置为高电平；

(11)关闭窗口：

(11a)调度模块接收从外部输入的系统时钟值；

(11b)当系统时钟值等于当前发送时间点寄存器值时，调度模块将窗口开启信号置为低电平；

(12)调度模块判断写入完成信号是否为高电平，若是，则产生数据帧输出脉冲后，执行步骤(13)；否则，执行步骤(14)；

(13)读出数据帧：

(13a)当缓存区模块收到数据帧输出脉冲时，判断数据帧向外部输出的速率是否为1000Mbps，若是，则执行步骤(13b)；否则，执行步骤(13c)；

(13b)将缓存区模块内部的寄存器读通道的时钟周期设置为8ns，通道位宽设置为8bit；

(13c)将缓存区模块内部的寄存器读通道的时钟周期设置为80ns，通道位宽设置为8bit；

(13d)打开缓存区模块的寄存器读通道，从模块内部的存储器读出数据帧；

(13e)缓存区模块将读出的数据帧输出至转发器外部；

(14)修改当前窗口信息：

调度模块将预取的下一个窗口信息存入当前窗口信息寄存器中，转发器完成数据帧的过滤与转发。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

第一，由于本发明的转发器中的缓存区模块具有判断数据帧的帧长度是否大于业务最大帧长，若是，则丢弃数据帧，否则，循环冗余校验数据帧的功能，克服了现有技术数据缓冲区缺乏过长数据帧的过滤功能，无法丢弃过长数据帧的，导致过长数据帧过度占用网络带宽的问题，使得本发明的转发器具有避免过长数据帧过度占用网络带宽的优点。

第二，由于本发明的转发器中的缓存区模块具有判断数据帧从外部输入的速率是否为1000Mbps，若是，将寄存器写通道的时钟周期设置为8ns，通道位宽设置为8bit，否则，将寄存器写通道的时钟周期设置为80ns，通道位宽设置为8bit的功能，克服了现有技术缺乏数据帧的缓存区，数据帧在转发器内部的数据通道传输时无法改变传输速率，导致无法完成不同传输速率数据帧的转发的问题，使得本发明的转发器具有可以完成不同传输速率数据帧转发的优点。

第三，由于本发明的方法只执行一次缓存区写入和一次缓存区读出，克服了现有技术中，由于对数据帧进行了两次缓存，引入的转发时延相比于一次缓存的方法更大的问题，使得本发明方法具有转发时延小的优点。

第四，由于本发明的方法在获取当前窗口信息后，调度模块使用窗口信息获取方法，获取从外部输入的调度信息，并得到窗口关闭时间点，将调度信息、窗口关闭时间点存入到下一个窗口信息寄存器，克服了现有技术中由于调度模块在输出数据帧之后读取下一条调度信息，当两次转发时间间隔短时，要求调度信息高速读出的问题，使得本发明具有降低调度信息读出速率需求的优点。

附图说明

图1为本发明转发器的方框图；

图2为本发明方法的流程图；

图3为本发明方法中写入数据帧步骤的流程图；

图4为本发明方法中读出数据帧步骤的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述。

参照附图1，对本发明的转发器做进一步的描述。

本发明的转发器包括缓存区模块、调度模块、全互联交换网络模块、过滤模块；所述缓存区模块的输入端与全互联交换网络模块输出端和调度模块输出端相连，输出端与外部输出相连；调度模块的输入端与外部输入相连，输出端与全互联交换网络模块输入端和缓存区模块输入端相连；全互联交换网络模块输入端与过滤模块输出端和调度模块输出端相连，全互联网络模块输出端与过滤模块输入端和缓存区模块输入端相连；过滤模块输入端与外部输入相连，输出端与全互联交换网络模块输入端相连。其中：

所述缓存区模块，用于初始化时，将全零写入存储区的全部地址空间；判断数据帧从外部输入的速率是否为1000Mbps，若是，将寄存器写通道的时钟周期设置为8ns，通道位宽设置为8bit，否则，将寄存器写通道的时钟周期设置为80ns，通道位宽设置为8bit。通过寄存器写通道，将数据帧写入模块内部的存储器。判断数据帧的帧长度是否大于业务最大帧长，若是，则丢弃数据帧，否则，循环冗余校验数据帧。将数据帧的比特序列左移32位，将所得序列的数值作为待校验值。用待校验值除以79764919，将所得的余数作为数据帧校验值。判断数据帧校验结果值是否等于4294967295，若是，将写入完成信号置为高电平，否则，丢弃数据帧。收到数据帧输出脉冲时，判断数据帧向外部输出的速率是否为1000Mbps，若是，将模块内部的寄存器读通道的时钟周期设置为8ns，通道位宽设置为8bit，否则，将模块内部的寄存器读通道的时钟周期设置为80ns，通道位宽设置为8bit。打开寄存器读通道，从模块内部的存储器读出数据帧。将读出的数据帧输出至转发器外部。

所述调度模块，用于初始化时将读表地址计数器的计数值置零。初始化时，设置读表地址计数器上限值。使用调度信息获取方法，得到窗口关闭时间点。获取当前窗口信息时，将调度信息、窗口关闭时间点存入到当前窗口信息寄存器。获取下一个窗口信息时，将调度信息、窗口关闭时间点存入到下一个窗口信息寄存器。判断读表地址计数器的计数值是否大于读表地址计数上限值，若是，将读表地址计数器的计数值置零，否则，将读表地址计数器的计数值加1。接收从外部输入的系统时钟值。当系统时钟值位于当前窗口信息中开启时间点与发送时间点之间时，将窗口开启信号置为高电平。将当前窗口信息输出至全互联交换网络模块和缓存区模块。当系统时钟值等于当前发送时间点寄存器值时，将窗口开启信号置为低电平。判断写入完成信号是否为高电平，若是，则产生数据帧输出脉冲，否则，不产生任何脉冲。将预取的下一个窗口信息存入当前窗口信息寄存器中。

所述全互联交换网络模块，用于通过4-16编码方法，获得业务输入端口序号的独热码编码，将该独热码编码作为选通信号。使用选通信号选通模块内部的数据通道，通过数据通道，将窗口开启信号、可接收业务识别号输出至过滤模块。通过已选通的数据通道，将数据帧输出至缓存区模块。

所述过滤模块，用于判断过滤模块接收从外部输入的数据帧的窗口开启信号是否为高电平，若是，则提取数据帧的第5、6字节，作为数据帧的业务识别号，否则，丢弃数据帧。判断数据帧的业务识别号是否等于可接收业务识别号，若是，将数据帧输出至全互联交换网络模块，否则，丢弃数据帧。

参照附图2，对本发明的方法做进一步的描述。

本发明的方法是使用的时间触发业务转发器，对时间触发业务交换节点接收的不同传输速率的数据帧实现过滤与转发功能，并且通过预取下一个窗口信息的方式，降低转发器对外部调度信息输入速率的需求。

步骤1，初始化。

缓存区模块将全零写入本模块中存储区的全部地址空间。

将调度模块中的读表地址计数器的计数值置零。

设置读表地址计数器上限值。

步骤2，获取当前窗口信息。

调度模块使用窗口信息获取方法，得到窗口关闭时间点。

所述的调度信息包括窗口开启时间点、窗口长度、可接收业务识别号、业务最大帧长、业务输入端口序号。

所述窗口信息获取方法的步骤如下：

第1步，调度模块以读表地址计数器的计数值作为读地址，发出调度信息读取请求；

第2步，调度模块寄存从外部获取的调度信息；

第3步，调度模块将调度信息中的窗口开启时间点与窗口长度相加，所得的和作为窗口关闭时间点。

将调度信息、窗口关闭时间点存入到当前窗口信息寄存器。

判断读表地址计数器的计数值是否大于读表地址计数上限值，若是，将读表地址计数器的计数值置零后执行步骤3；否则，将读表地址计数器的计数值加1后执行步骤3。

步骤3，预取下一个窗口信息。

调度模块使用窗口信息获取方法，获取从外部输入的调度信息，并得到窗口关闭时间点。

所述窗口信息获取方法的步骤如下：

第1步，调度模块以读表地址计数器的计数值作为读地址，发出调度信息读取请求；

第2步，调度模块寄存从外部获取的调度信息；

第3步，调度模块将调度信息中的窗口开启时间点与窗口长度相加，所得的和作为窗口关闭时间点。

将调度信息、窗口关闭时间点存入到下一个窗口信息寄存器。

判断读表地址计数器的计数值是否大于读表地址计数上限值，若是，将读表地址计数器的计数值置零后执行步骤4；否则，将读表地址计数器的计数值加1后执行步骤4。

步骤4，开启窗口。

调度模块接收从外部输入的系统时钟值。

当系统时钟值位于当前窗口信息中开启时间点与发送时间点之间时，调度模块将窗口开启信号置为高电平。

调度模块将当前窗口信息输出至全互联交换网络模块和缓存区模块。

全互联交换网络模块通过4-16编码方法，获得业务输入端口序号的独热码编码，将该独热码编码作为选通信号。

所述4-16编码方法的步骤如下：

第1步，在全互联交换网络模块中开辟一个16位编码寄存器；

第2步，将编码寄存器的初始比特码设置为全零；

第3步，将编码寄存器中输入端口序号对应的比特位设置为1，其余比特位保持不变；

第4步，将编码寄存器的比特码作为业务输入端口序号的独热码编码。

使用选通信号选通全互联交换网络模块内部的数据通道，通过数据通道将窗口开启信号、可接收业务识别号输出至过滤模块。

步骤5，判断过滤模块接收从外部输入的数据帧的窗口开启信号是否为高电平，若是，则执行步骤6；否则，丢弃数据帧后执行步骤10。

步骤6，过滤模块提取数据帧的第5、6字节，作为数据帧的业务识别号。

步骤7，过滤模块判断数据帧的业务识别号是否等于可接收业务识别号，若是，则执行步骤8；否则，丢弃数据帧后执行步骤10。

步骤8，写入数据帧。

下面参照附图3，对本步骤做进一步详细描述。

第1步，过滤模块将数据帧输出至全互联交换网络模块。

第2步，全互联交换网络模块通过已选通的数据通道，将数据帧输出至缓存区模块。

第3步，使用数字锁相环产生原始时钟，周期为8ns。

第4步，缓存区模块判断数据帧从外部输入的速率是否为1000Mbps，若是，执行第5步，否则，执行第6步。

第5步，将缓存区模块内部的寄存器写通道的时钟直接与原始时钟相连后执行第8步。

第6步，建立循环计数器，以原始时钟作为输入时钟，计数器上限值为9。

第7步，以计数器的进位输出与缓存区模块内部的寄存器写通道的时钟相连。

第8步，将缓存区模块内部的寄存器写通道的通道位宽设置为8bit。

第9步，通过缓存区模块的寄存器写通道，将数据帧写入模块内部的存储器。

步骤9，缓存区模块判断数据帧的帧长度是否大于业务最大帧长，若是，则丢弃数据帧后执行步骤10；否则，执行步骤9。

步骤10，循环冗余校验数据帧。

第1步，缓存区模块将数据帧的比特序列左移32位，将所得序列的数值作为待校验值。

第2步，用待校验值除以79764919，将所得的余数作为数据帧校验值。

第3步，判断数据帧校验值是否等于4294967295，若是，执行第5步；否则，执行第4步。

第4步，缓存区模块丢弃数据帧。

第5步，缓存区模块将写入完成信号置为高电平。

步骤11，关闭窗口。

调度模块接收从外部输入的系统时钟值。

当系统时钟值等于当前发送时间点寄存器值时，调度模块将窗口开启信号置为低电平。

步骤12，调度模块判断写入完成信号是否为高电平，若是，则产生数据帧输出脉冲后，执行步骤13；否则，执行步骤14。

步骤13，读出数据帧。

下面参照附图4，对本步骤做进一步详细描述。

第1步，使用数字锁相环产生原始时钟，周期为8ns。

第2步，缓存区模块判断数据帧向外部输出的速率是否为1000Mbps，若是，执行第3步，否则，执行第4步。

第3步，将缓存区模块内部的寄存器读通道的时钟直接与原始时钟相连后执行第6步。

第4步，建立循环计数器，以原始时钟作为输入时钟，计数器上限值为9。

第5步，以计数器的进位输出与缓存区模块内部的寄存器读通道的时钟相连。

第6步，将缓存区模块内部的寄存器读通道的通道位宽设置为8bit。

第7步，通过缓存区模块的寄存器读通道，从模块内部的存储器读出数据帧。

第8步，缓存区模块将读出的数据帧输出至转发器外部。

步骤14，修改当前窗口信息。

调度模块将预取的下一个窗口信息存入当前窗口信息寄存器中，转发器完成数据帧的过滤与转发。