CN101442439B - 一种上报中断的方法和pci总线*** - Google Patents

一种上报中断的方法和pci总线*** Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种上报中断的方法和外设组件互连标准(PCI)总线***，在PCI总线上连接总线中断代理，其中方法包括：总线中断代理监听PCI总线上的事件消息，监听到写入PCI事件地址空间的事件消息后，判断当前写入PCI事件地址空间中的事件消息状况是否满足中断触发条件，如果是，则向CPU发送中断以触发CPU对各PCI事件地址空间进行轮询，否则不发送中断。应用本发明能够减少CPU负担和保证事件能够得到及时处理。

Description

一种上报中断的方法和PCI总线***
技术领域
本发明涉及网络通信技术，特别涉及一种上报中断的方法、PCI总线***和总线中断代理。
背景技术
随着通信技术的不断发展和高速传输需求的提高，网络设备中数据和控制分离的技术应运而生，即在网络设备中采用外设组件互连标准(PCI，Peripheral Component Interconnect)总线作为CPU和PCI设备之间的控制通道，采用***包接口(SPI-4，System Packet Interface Level 4)总线作为CPU和PCI设备之间的数据通道，既充分利用了SPI-4总线的高速传输优势，又能够单独处理控制信息提高效率。
本发明主要涉及PCI总线上控制信息的传输和处理。图1为现有技术中PCI总线***的结构图，PCI设备有事件需要通知CPU时，通常向CPU发送中断，CPU接收到中断后，读取PCI设备的中断状态寄存器从而获得事件的具体类型并执行相应的处理。然而，PCI总线***中的事件是复杂庞多的，因此，现有技术中又提供了一种向CPU上报事件的方法，单独开辟了PCI事件地址空间，PCI设备将事件消息在PCI总线上通过PCI桥写入预先约定好的PCI事件地址空间内，并且不同类型的事件消息存放在不同的PCI事件地址空间内，CPU启动定时器，每隔固定时间对各PCI事件地址空间进行轮询，查看是否有事件需要处理。
然而，现有技术的上述方法中，CPU是按照定时器每隔固定的时间对各PCI事件地址空间进行轮询的，这就可能造成以下缺陷：其一、如果PCI设备没有事件消息写入PCI事件地址空间，即没有事件需要CPU处理，CPU仍会按照定时器进行轮询，启动定时器需要占用***资源，这必然会加重CPU的负担，降低软件的效率。其二、在某些时候事件产生十分频繁，如果事件的产生频率大于定时器的定时频率，则可能会造成PCI事件地址空间中的事件消息没有被及时处理时又被新的事件消息覆盖，即定时查询速度赶不上事件消息的更新速度而造成事件丢失等后果。其三、通常某些重要或紧急的事件并不是频繁发生，但是这些事件需要立刻得到处理，否则可能会导致数据丢失等严重的后果，显然，现有技术中按照定时器进行轮询的方式并不能保障重要或紧急的事件能够立即得到处理。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种上报中断的方法和PCI总线***，以便于达到减少CPU负担和保证事件能够得到及时处理的效果。
一种上报中断的方法，应用于PCI总线***，该***中的PCI桥和PCI设备之间通过PCI总线连接；该PCI总线***中的PCI总线上还连接了总线中断代理，该方法包括：
所述总线中断代理监听PCI总线上的事件消息，监听到写入PCI事件地址空间的事件消息后，判断当前PCI事件地址空间中的事件消息状况是否满足中断触发条件，如果是，则向CPU发送中断以触发CPU对各PCI事件地址空间进行轮询，否则不发送中断。
一种PCI总线***，该***包括：通过PCI总线连接的PCI桥和PCI设备；该PCI***中的PCI总线上还连接了总线中断代理；
所述总线中断代理，用于监听PCI总线上的事件消息，监听到写入PCI事件地址空间的事件消息后，判断当前写入PCI事件地址空间中的事件消息状况是否满足中断触发条件，如果是，则向CPU发送中断以触发CPU对各PCI事件地址空间进行轮询，否则不发送中断。
由以上技术方案可以看出，本发明通过连接在PCI总线上的总线中断代理对PCI总线上的事件消息进行监听，监听到写入PCI事件地址空间的事件消息后，在当前PCI事件地址空间中的事件消息状况满足中断触发条件时，通过PCI桥向CPU发送中断以触发CPU对各PCI事件地址空间进行轮询。具有以下优点：其一、在没有事件消息写入PCI事件地址空间时，就不需要通知CPU进行轮询操作，也免去了启动定时器所需要的***资源，从而减少了CPU的负担，提高了软件效率。其二、通过对PCI总线上事件消息进行监控，在满足中断触发条件时及时上报中断来触发CPU对PCI事件地址空间中的事件消息进行轮询，而不像现有技术中必须等到定时器到时来触发CPU的轮询，从而避免事件消息不能及时被处理而被覆盖所造成的事件丢失。其三、可以根据实际需求灵活地设置中断触发条件，对诸如重要或紧急等需要立刻得到处理的事件进行中断上报，从而避免这些事件没有立刻得到处理所造成的数据丢失等严重的后果；也可以对不需要立即处理的事件消息进行合并处理，等到满足中断触发条件再统一进行中断上报，从而更加高效的利用资源。
附图说明
图1为现有技术中PCI总线***的结构图；
图2为本发明实施例提供的***架构图；
图3为本发明实施例提供的详细方法流程图；
图4为本发明实施例提供的PCI事件地址空间的设置示意图；
图5为本发明实施例提供的总线中断代理的组成结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
本发明提供的方法主要包括：预先设置在PCI总线上的总线中断代理监听PCI总线上的事件消息，监听到写入PCI事件地址空间的事件消息后，判断当前写入PCI事件地址空间中的事件消息状况是否满足中断触发条件，如果是，则通过PCI桥向CPU发送中断以触发CPU对各PCI事件地址空间进行轮询。
下面结合具体实施例对上述方法进行详细描述。图2为本发明实施例提供的***架构图，在该***中，除了***中原有的CPU、PCI桥和各PCI设备之外，在PCI总线上额外设置了总线中断代理，该总线中断代理挂在PCI总线上能够对PCI总线上发送的事件消息写操作进行监听。下面以PCI设备1发送事件消息为例对该方法进行描述，其过程如图3所示，可以包括以下步骤：
步骤301：PCI设备1产生事件PCinfo1时，向PCI桥发送总线使用请求。
该***中的PCI设备可以为物理层(PHY)芯片、媒体访问层(MAC)芯片、高级数据链路控制规程(HDLC)芯片、分段与重组(SAR，SegmentationAnd Reassembly)芯片等。
步骤302：PCI桥在PCI设备1满足PCI总线使用规则时，向PCI设备1授予总线使用权。
在PCI总线***中，各PCI设备通常通过PCI桥组成树形结构，PCI桥为包含仲裁器的PCI设备，对各PCI设备发送的总线使用请求进行仲裁授予满足总线使用规则的PCI设备总线使用权。
上述的PCI总线使用规则可以为轮询规则，每个PCI设备都有属于自己的总线时隙，PCI桥会在PCI设备对应的总线时隙授予该PCI设备的总线使用权；也可以为优先级使用规则，如果当前仅有一个PCI设备发送总线使用请求，则直接授予该PCI设备的总线使用权，如果有多个PCI设备发送总线使用请求，则按照预先设定的各PCI设备的优先级先授予优先级高的PCI设备总线使用权，再授予优先级低的PCI设备总线使用权；也可以采用其他的总线使用规则，这部分内容为现有技术，在此不再赘述。
步骤303：PCI设备1将包含PCinfo1的事件消息写入相应的PCI事件地址空间。
可以预先设置多个PCI事件地址空间，每个PCI事件地址空间对应不同的事件类型，如图4所示，事件类型为PCinfo1对应的事件消息存放在地址为InfoAdd1的PCI事件地址空间，事件类型为PCinfo2对应的事件消息存放在地址为InfoAdd2的PCI事件地址空间，事件类型为PCinfo3对应的事件消息存放在地址为InfoAdd3的PCI事件地址空间等。该事件类型可以按照事件的重要或紧急程度来进行划分，也可以根据事件的产生频率进行划分。
步骤304：总线中断代理监听到写入PCI事件地址空间的事件消息，并判断当前PCI事件地址空间中的事件消息状况是否满足中断触发条件，如果是，执行步骤305，否则，不产生中断。
总线中断代理对PCI总线上的事件消息进行监听，如果事件消息的目的地址为PCI事件地址空间的地址，则确定监听到写入PCI事件地址空间的事件消息。
在判断当前PCI事件地址空间中的事件消息状况是否满足中断触发条件时，可以具体为：总线中断代理确定监听到的事件消息要写入的PCI事件地址空间，判断该PCI事件地址空间中的事件消息量是否达到针对该事件消息的事件类型所设置的阈值，如果是，则确定当前写入PCI事件地址空间中的事件消息状况满足中断触发条件。
当事件类型按照事件的重要或紧急程度来进行划分时，中断触发条件按照PCI事件地址空间中事件消息的重要或紧急程度来设定。下面举一个例子：假设将事件类型划分为重要且紧急事件、重要不紧急事件、不重要紧急事件和不重要且不紧急事件四种，例如，将队列满、缓存耗尽等事件作为重要且紧急事件，将风扇温度过高等事件作为重要不紧急事件，将个别通道报文CRC出错作为不重要紧急事件，将其他诸如统计事件等作为不重要且不紧急的事件。相应地，预先开辟的四个PCI事件地址空间分别用于存储四种类型的事件消息，此时预先定义的中断触发条件可以为：有重要且紧急事件的事件消息时触发中断。这种情况下，总线中断代理一旦监视到PCI总线上有发送到存放重要且紧急事件的PCI事件地址空间时，向CPU发送中断触发CPU进行轮询。当然，也可以预先定义中断触发条件为有重要且紧急事件的事件消息或者重要不紧急事件的事件消息时触发中断，也可以预先定义中断触发条件为有重要且紧急事件的事件消息、重要不紧急事件的事件消息或不重要紧急事件的事件消息中的任一种时触发中断。
另外，总线中断代理可以对各种类型的事件消息进行记录，当PCI事件地址空间中的事件消息量达到预设的消息量阈值时触发中断，即实现中断的合并。该中断合并的方式可以结合上述根据消息类型的重要或紧急程度来设定中断触发条件。例如：可以定义中断触发条件为：重要且紧急事件的事件消息量达到第一阈值、重要不紧急事件消息的事件消息量达到第二阈值、不重要紧急事件的事件消息量达到第三阈值、不重要且不紧急事件的消息量达到第四阈值中的任一种时触发中断。通常根据实际需要可以设置第一阈值、第二阈值、第三阈值和第四阈值依次增大。
当事件类型按照事件的产生频率来进行划分时，中断触发条件可以按照PCI事件地址空间中的事件消息量来设定。下面举一个例子：假设将事件产生频率大于或等于频率阈值的事件作为高频率事件，产生频率小于频域阈值的事件作为低频率事件；相应地，预先开辟的两个PCI事件地址空间分别用于存储高频率事件的事件消息和低频率事件的事件消息，此时，预先定义的中断触发条件可以为：当高频率事件的事件消息量达到预设的第五阈值时触发中断，当低频率事件的事件消息量达到预设的第六阈值时触发中断，其中，可以根据实际需求设置第五阈值小于或等于第六阈值。
中断触发条件还可以实际需求采用其他的设定方式，在此不再一一列举。
假设该实施例中，PCI设备1发送的事件消息为重要且紧急事件，且总线中断代理在上次发送中断之后记录的重要且紧急事件的事件消息量达到预设的第一阈值，则确定满足中断触发条件，执行步骤305。
步骤305：总线中断代理向CPU发送中断。
本发明中各PCI设备可以不具备与CPU的中断接口，而总线中断代理具备与CPU的中断接口，PCI总线上的事件消息由总线中断代理统一进行中断的上报，且可以通过步骤304在总线中断代理上设置各种中断触发条件触发向CPU发送中断。
步骤306：CPU接收到中断后，对各PCI事件地址空间进行轮询，对其中的事件消息进行处理。
CPU接收到中断后，在对各PCI事件地址空间进行轮询时，也可以按照事件类型的优先级顺序进行轮询，例如，按照重要且紧急事件、重要不紧急事件、不重要紧急事件和不重要且不紧急事件的顺序对其对应的PCI事件地址空间进行轮询，以对事件类型的优先级高的事件进行优先处理。
以上是对本发明提供的方法进行的详细描述，下面对本发明所提供的***进行详细描述，该***结构可以如图2所示，包括：通过PCI总线连接的PCI桥和PCI设备，该PCI总线上还进一步连接了总线中断代理。
其中，总线中断代理，用于监听PCI总线上的事件消息，监听到写入PCI事件地址空间的事件消息后，判断当前写入PCI事件地址空间中的事件消息状况是否满足中断触发条件，如果是，则向CPU发送中断以触发CPU对各PCI事件地址空间进行轮询，否则不发送中断。
PCI设备可以用于产生事件时，向PCI桥发送总线使用请求，在被PCI桥授予总线使用权后，在PCI总线上发送事件消息以写入该事件消息的事件类型所对应的PCI事件地址空间。
PCI桥，用于接收到PCI设备发送的总线使用请求后，在该PCI设备满足PCI总线使用规则时，向该PCI设备授予总线使用权。
下面对上述总线中断代理的结构进行详细描述，如图5所示，该总线中断代理可以具体包括：消息监听单元501、条件判断单元502和中断发送单元503。
消息监听单元501，用于监听PCI总线上的事件消息。
条件判断单元502，用于在消息监听单元501监听到写入PCI事件地址空间的事件消息后，判断当前写入PCI事件地址空间中的事件消息状况是否满足中断触发条件。
中断发送单元503，用于在条件判断单元502的判断结果为是时，通过PCI桥向CPU发送中断以触发CPU对各PCI事件地址空间进行轮询；在条件判断单元502的判断结果为否时，不发送中断。
其中，消息监听单元501监听到事件消息的目的地址为PCI事件地址空间的地址时，确定监听到写入PCI事件地址空间的事件消息。
具体地，在确定是否满足中断触发条件时，条件判断单元502在消息监听单元501监听到写入PCI事件地址空间的事件消息后，确定监听到的事件消息要写入的PCI事件地址空间，判断要写入的PCI事件地址空间中的事件消息量是否达到针对该事件消息的事件类型所设置的阈值，如果是，则确定当前写入PCI事件地址空间中的事件消息状况满足中断触发条件。
例如，条件判断单元502可以根据消息监听单元501监听到的事件消息要写入的PCI事件地址空间确定该事件消息的事件类型，如果确定的事件类型所表征的重要或紧急程度满足预设的重要或紧急程度阈值，则确定当前PCI事件地址空间中的事件消息状况满足中断触发条件。
或者，条件判断单元502在中断发送单元上一次发送中断后，对消息监听单元501监听到的写入的PCI事件地址空间的事件消息进行记录，如果写入其中一个PCI事件地址空间中的事件消息量达到为该PCI事件地址空间设定的消息量阈值，则确定当前PCI事件地址空间中的事件消息状况满足中断触发条件，其中，写入各PCI事件地址空间的事件消息按照事件消息的重要或紧急程度，或者，按照事件消息的产生频率进行划分。
具体的触发准则设置和实现可以采用方法流程中所描述的方式。
由以上描述可以看出，本发明通过连接在PCI总线上的总线中断代理对PCI总线上的事件消息进行监听，监听到写入PCI事件地址空间的事件消息后，在当前PCI事件地址空间中的事件消息状况满足中断触发条件时，通过PCI桥向CPU发送中断以触发CPU对各PCI事件地址空间进行轮询。具有以下优点：其一、在没有事件消息写入PCI事件地址空间时，就不需要通知CPU进行轮询操作，也免去了启动定时器所需要的***资源，从而减少了CPU的负担，提高了软件效率。其二、通过对PCI总线事件消息进行监控，在满足中断触发条件时及时上报中断来触发CPU对PCI事件地址空间中的事件消息进行轮询，而不像现有技术中必须等到定时器到时来触发CPU的轮询，从而避免事件消息不能及时被处理而被覆盖所造成的事件丢失。其三、可以根据实际需求灵活地设置中断触发条件，对诸如重要或紧急等需要立刻得到处理的事件进行中断上报，从而避免这些事件没有立刻得到处理所造成的数据丢失等严重的后果；也可以对不需要立即处理的事件消息进行合并处理，等到满足中断触发条件再统一进行中断上报，从而更加高效的利用资源。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种上报中断的方法，应用于外设组件互连标准PCI总线***，该***中的PCI设备通过PCI总线和PCI桥与CPU连接；其特征在于，该PCI总线***中的PCI总线上还连接了总线中断代理，该方法包括：
所述总线中断代理监听PCI总线上的事件消息，监听到写入PCI事件地址空间的事件消息后，判断当前写入PCI事件地址空间中的事件消息状况是否满足中断触发条件，如果是，则向CPU发送中断以触发CPU对各PCI事件地址空间进行轮询，否则不发送中断。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，PCI设备产生事件时，向PCI桥发送总线使用请求；PCI桥在所述PCI设备满足PCI总线使用规则时，向所述PCI设备授予总线使用权；所述PCI设备在PCI总线上发送事件消息以写入该事件消息的事件类型所对应的PCI事件地址空间。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果监听到事件消息的目的地址为PCI事件地址空间的地址，则确定监听到写入PCI事件地址空间的事件消息。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，判断当前写入PCI事件地址空间中的事件消息状况是否满足中断触发条件具体包括：
所述总线中断代理确定监听到的所述事件消息要写入的PCI事件地址空间，判断所述要写入的PCI事件地址空间中的事件消息量是否达到针对该事件消息的事件类型所设置的阈值，如果是，则确定当前写入PCI事件地址空间中的事件消息状况满足中断触发条件。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述事件类型按照事件的重要紧急程度或者事件的产生频率进行划分。
6.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述CPU对各PCI事件地址空间进行轮询具体包括：所述CPU按照各PCI事件地址空间所表征的事件类型的优先级顺序进行轮询。 
7.一种PCI总线***，该***包括：PCI设备、PCI桥以及CPU，所述PCI设备通过PCI总线和PCI桥与CPU相连；其特征在于，该PCI***中的PCI总线上还连接了总线中断代理；
所述总线中断代理，用于监听PCI总线上的事件消息，监听到写入PCI事件地址空间的事件消息后，判断当前写入PCI事件地址空间中的事件消息状况是否满足中断触发条件，如果是，则向CPU发送中断以触发CPU对各PCI事件地址空间进行轮询，否则不发送中断。
8.根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述PCI设备，用于产生事件时，向PCI桥发送总线使用请求，在被所述PCI桥授予总线使用权后，在PCI总线上发送事件消息以写入该事件消息的事件类型所对应的PCI事件地址空间；
所述PCI桥，用于接收到所述总线使用请求后，在所述PCI设备满足PCI总线使用规则时，向所述PCI设备授予总线使用权。
9.根据权利要求7所述的***，其特征在于，该总线中断代理具体包括：消息监听单元、条件判断单元和中断发送单元；
所述消息监听单元，用于监听PCI总线上的事件消息；
所述条件判断单元，用于在所述消息监听单元监听到写入PCI事件地址空间的事件消息后，判断当前写入PCI事件地址空间中的事件消息状况是否满足中断触发条件；
所述中断发送单元，用于在所述条件判断单元的判断结果为是时，通过所述PCI桥向CPU发送中断以触发CPU对各PCI事件地址空间进行轮询，在所述条件判断单元的判断结果为否时，不发送中断。
10.根据权利要求9所述的***，其特征在于，所述条件判断单元在所述消息监听单元监听到写入PCI事件地址空间的事件消息后，确定监听到的所述事件消息要写入的PCI事件地址空间，判断所述要写入的PCI事件地址空间中的事件消息量是否达到针对该事件消息的事件类型所设置的阈值，如果是，则确定当前写入PCI事件地址空间中的事件消息状况满足中断触发条件。 
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