CN116996592B - 网卡、数据发送处理方法和数据接收处理方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种网卡。该网卡包括FPGA芯片，该FPGA芯片包括逻辑PL侧以及硬核处理器PS侧，其中，该PS侧包括目标处理器，该PL侧包括卸载引擎电路以及目标总线，该目标处理器和该卸载引擎电路均与该目标总线连接；该目标处理器，用于基于应用层软件和以太网的列车实时通信网络标准TRDP层协议进行报文解析第一数据处理流程；该卸载引擎电路，用于将UDP层协议以及IP层协议从该PS侧卸载，并基于该UDP层协议和该IP层协议进行报文解析第二数据处理流程；该目标总线，用于传输该目标处理器和该卸载引擎电路之间的数据包。采用本申请提供的网卡，可以提升数据包传输效率、降低时延，有效的提升TRDP网卡的实时性。

Description

网卡、数据发送处理方法和数据接收处理方法

技术领域

本申请涉及以太网网卡技术领域，特别是涉及一种网卡、数据发送处理方法和数据接收处理方法。

背景技术

为了解决总线式TCN网络的带宽问题，2015年国际电工委员会推出了基于以太网的列车实时通信网络标准（TRDP，Train Real-time Data Protocol），随后，越来越多的供应商开始研发以TRDP为核心协议的列车实时以太网网卡。

现有技术中，TRDP网卡，也即是以TRDP为核心协议的以太网网卡多采用ARM+FPGA的组合方式。

然而，这种采用ARM+FPGA的组合方式的TRDP网卡数据包传输效率较低、时延较长，进而使得TRDP网卡的实时性较差。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种传输效率较高，时延较短，实时性较高的网卡、数据发送处理方法和数据接收处理方法。

第一方面，本申请提供了一种网卡。该网卡包括FPGA芯片，该FPGA芯片包括逻辑PL侧以及硬核处理器PS侧，其中，该PS侧包括目标处理器，该PL侧包括卸载引擎电路以及目标总线，该目标处理器和该卸载引擎电路均与该目标总线连接；该目标处理器，用于基于应用层软件和以太网的列车实时通信网络标准TRDP层协议进行报文解析第一数据处理流程；该卸载引擎电路，用于将UDP层协议以及IP层协议从该PS侧卸载，并基于该UDP层协议和该IP层协议进行报文解析第二数据处理流程；该目标总线，用于传输该目标处理器和该卸载引擎电路之间的数据包。

在一个实施例中，在数据发送的过程中，该目标总线，具体用于将TRDP发送数据包发送至该卸载引擎电路，该TRDP发送数据包为该目标处理器对第一发送数据包执行该第一数据处理流程得到的；该卸载引擎电路，具体用于对该TRDP发送数据包执行该第二数据处理流程，以得到IP发送数据包。

在一个实施例中，在数据接收的过程中，该目标总线，具体用于将UDP接收数据包发送至该目标处理器，该UDP接收数据包为该卸载引擎电路对第一接收数据包执行该第二数据处理流程得到的；该目标处理器，具体用于对该UDP接收数据包执行该第一数据处理流程，以得到应用层接收数据包。

在一个实施例中，该目标处理器中部署有操作系统和UDP卸载引擎UOE驱动程序；在数据发送的过程中，该目标处理器，具体用于通过该操作系统调用该UOE驱动程序，以使该UOE驱动程序在被调用的情况下，通过该目标总线将该TRDP发送数据包由该目标处理器发送至该卸载引擎电路；在数据接收的过程中，该目标处理器，具体用于通过该操作系统调用该UOE驱动程序，以使该UOE驱动程序在被调用的情况下，通过该目标总线从该卸载引擎电路获取该UDP接收数据包。

在一个实施例中，该卸载引擎电路，还于对接收到的各个数据包进行识别处理，以确定各个数据包的类型，并将确定为UOE类型的数据包优先进行发送，将确定为非UOE类型的数据包存储至缓存中，并在UOE类型的数据包发送完成后，从缓存中获取非UOE类型的数据包并发送。

在一个实施例中，该网卡还包括MAC层芯片和物理层芯片；在数据发送的过程中，该MAC层芯片，用于从该卸载引擎电路获取该IP发送数据包，对该IP发送数据包进行封装处理，以得到MAC发送数据包，并将该MAC发送数据包发送至该物理层芯片；在数据接收的过程中，该MAC层芯片，用于从该物理层芯片获取初始接收数据包，对该初始接收数据包进行解封装处理，以得到该MAC接收数据包，并将该MAC接收数据包发送至该卸载引擎电路。

第二方面，本申请提供了一种数据发送处理方法，应用于第一方面中任一所述的网卡，该方法包括：获取第一发送数据包，基于所述第一发送数据包和所述网卡中包括的目标处理器确定TRDP发送数据包；利用所述网卡中的目标总线将所述TRDP发送数据包传输至所述网卡中的卸载引擎电路；利用所述卸载引擎电路对所述TRDP发送数据包执行基于UDP层协议以及IP层协议的第二数据处理流程，以得到IP发送数据包，所述第二数据处理流程为基于所述UDP层协议和所述IP层协议的报文解析数据处理流程。

在一个实施例中，该基于该第一发送数据包和该网卡中包括的目标处理器确定TRDP发送数据包，包括：利用所述网卡中包括的目标处理器对所述第一发送数据包执行基于应用层软件和基于以太网的列车实时通信网络标准TRDP层协议的第一数据处理流程，以得到所述TRDP发送数据包，所述第一数据处理流程为基于所述应用层软件和所述TRDP层协议的报文解析数据处理流程。

第三方面，本申请提供了一种数据接收处理方法，应用于第一方面中任一所述的网卡，该方法包括：获取第一接收数据包，基于所述第一接收数据包和所述网卡中包括的卸载引擎电路确定UDP接收数据包；利用所述网卡中的目标总线将所述UDP接收数据包传输至所述网卡中的目标处理器；利用所述目标处理器对所述UDP接收数据包执行基于应用层软件和基于以太网的列车实时通信网络标准TRDP层协议的第一数据处理流程，以得到应用层接收数据包，所述第一数据处理流程为基于所述应用层软件和所述TRDP层协议的报文解析数据处理流程。

在一个实施例中，该基于该第一接收数据包和该网卡中包括的卸载引擎电路确定UDP接收数据包，包括：利用所述网卡中包括的卸载引擎电路对所述第一接收数据包执行基于UDP层协议以及IP层协议的第二数据处理流程，以得到所述UDP接收数据包，所述第二数据处理流程为基于所述UDP层协议和所述IP层协议的报文解析数据处理流程。

上述网卡、数据发送处理方法和数据接收处理方法，该网卡包括FPGA芯片，该FPGA芯片包括逻辑PL侧以及硬核处理器PS侧，其中，该PS侧包括目标处理器，该PL侧包括卸载引擎电路以及目标总线，该目标处理器和该卸载引擎电路均与该目标总线连接；该目标处理器，用于基于该应用层软件和该以太网的列车实时通信网络标准TRDP层协议进行报文解析第一数据处理流程；该卸载引擎电路，用于将UDP层协议以及IP层协议从该PS侧卸载，并基于该UDP层协议和该IP层协议进行报文解析第二数据处理流程；该目标总线，用于传输该目标处理器和该卸载引擎电路之间的数据包。本申请提供的网卡，利用卸载引擎电路，实现了将UDP/IP层协议从FPGA芯片的PS侧卸载，再在FPGA芯片PL侧以硬件逻辑电路的方式实现该UDP/IP层协议，利用FPGA芯片PL侧逻辑电路的并行处理特性，在极短的时延内完成UDP/IP层协议的数据处理流程，减少了FPGA芯片PS侧目标处理器在网卡通信中的参与度，采用本申请提供的网卡，可以提升数据包传输效率、降低时延，有效的提升TRDP网卡的实时性。

附图说明

图1为一个实施例中网卡的结构示意图；

图2为一个实施例中卸载引擎电路执行发送流程的示意图；

图3为一个实施例中数据发送处理方法的流程示意图；

图4为一个实施例中数据接收处理方法的流程示意图；

图5为一个实施例中数据发送处理装置的结构框图；

图6为一个实施例中数据接收处理方法的结构框图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如，两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

为了解决总线式TCN网络的带宽问题，2015年国际电工委员会推出了基于以太网的列车实时通信网络标准（TRDP，Train Real-time Data Protocol），随后，越来越多的供应商开始研发以TRDP为核心协议的列车实时以太网网卡。

现有技术中，TRDP网卡，也即是以TRDP为核心协议的以太网网卡多采用ARM（AcornRISC Machine，微处理器）+FPGA（Field Programmable Gate Array，现场可编程门列阵）的组合方式。

然而，这种采用ARM+FPGA的组合方式的TRDP网卡数据包传输效率较低、时延较长，进而使得TRDP网卡的实时性较差。

有鉴于此，本申请实施例提供了一种传输效率较高，时延较短，实时性较高的网卡。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种网卡100，该网卡100包括：FPGA芯片101，该FPGA芯片101包括：硬核处理器PS（Processing System，处理系统）侧以及PL（Programmable Logic，可编程逻辑）侧。

其中，该PS侧包括目标处理器1011，该PL侧包括卸载引擎电路1012以及目标总线1013，该目标处理器1011和该卸载引擎电路1012均与该目标总线1013连接；该目标处理器1011，用于基于应用层软件1014和以太网的列车实时通信网络标准TRDP层协议1015进行报文解析第一数据处理流程；该卸载引擎电路1012，用于将UDP层协议以及IP层协议从该PS侧卸载，并基于该UDP层协议和该IP层协议进行报文解析第二数据处理流程；该目标总线1013，用于传输该目标处理器1011和该卸载引擎电路1012之间的数据包。

可选的，该网卡100可以是TRDP网卡，也即是一种以TRDP为核心协议的以太网网卡。

可选的，该FPGA芯片101指的是一种基于通用逻辑电路列阵的集成电路芯片。

可选的，该目标处理器1011可以是ARM硬核处理器，图1中的ARM相当于该目标处理器1011，该卸载引擎电路1012可以是包含有UOE（UDP Offload Engine，UDP卸载引擎）的电路，图1中的UDP卸载引擎（UOE）相当于该卸载引擎电路1012，该应用层软件1014和TRDP层协议1015可以用于对数据进行数据处理，图1中的应用层相当于该应用层软件1014，图1中的TRDP层协议栈相当于该TRDP层协议1015。

在本申请一个可选的实施例中，该目标总线1013是AXI总线，该AXI总线可以用于简单的低吞吐量存储器映射通信，图1中的AXI总线相当于该目标总线1013。

在一种可能实现的方式中，该目标处理器1011与该卸载引擎电路1012与该目标总线1013的连接方式可以是有线连接。

上述网卡，该网卡100包括FPGA芯片101，该FPGA芯片101包括硬核处理器PS（Processing System，处理系统）侧以及PL（Programmable Logic，可编程逻辑）侧；其中，该PS侧包括目标处理器1011，该PL侧包括卸载引擎电路1012以及目标总线1013，该目标处理器1011和该卸载引擎电路1012均与该目标总线1013连接；该目标处理器1011，用于基于该应用层软件1014和该以太网的列车实时通信网络标准TRDP层协议1015进行报文解析第一数据处理流程；该卸载引擎电路1012，用于将UDP层协议以及IP层协议从该PS侧卸载，并基于该UDP层协议和该IP层协议进行报文解析第二数据处理流程；该目标总线1013，用于传输该目标处理器1011和该卸载引擎电路1012之间的数据包。本申请提供的网卡，利用卸载引擎电路，实现了将UDP层协议以及IP层协议从FPGA芯片的PS卸载，再在FPGA芯片PL侧以硬件逻辑电路的方式实现该UDP层协议以及IP层协议，利用FPGA芯片PL侧逻辑电路的并行处理特性，可以在极短的时延内完成UDP/IP层协议的数据处理流程，减少了FPGA芯片PS侧目标处理器在网卡通信中的参与度，采用本申请提供的网卡，可以提升数据包传输效率、降低时延，有效的提升TRDP网卡的实时性。

在一个实施例中，如图1所示，在数据发送的过程中，该目标总线1013，具体用于将TRDP发送数据包发送至该卸载引擎电路1012，该TRDP发送数据包为该目标处理器1011对第一发送数据包执行该第一数据处理流程得到的；该卸载引擎电路1012，具体用于对该TRDP发送数据包执行该第二数据处理流程，以得到IP发送数据包。

可选的，数据发送的过程中，该第一数据处理流程可以是基于应用层软件解析数据内容，还可以是基于TRDP层协议对数据进行TRDP层封装处理。

可选的，在数据发送的过程中，该第二数据流程可以是加入UDP层协议和IP层协议的网络数据包头，可以是计算校验和，可以是数据流处理，还可以是数据封装处理。

在一个实施例中，如图1所示，在数据接收的过程中，该目标总线1013，具体用于将UDP接收数据包发送至该目标处理器1011，该UDP接收数据包为该卸载引擎电路1012对第一接收数据包执行该第二数据处理流程得到的；该目标处理器1011，具体用于对该UDP接收数据包执行该第一数据处理流程，以得到应用层接收数据包。

可选的，在数据接收的过程中，该第一数据处理流程可以是基于应用层软件解析数据内容，还可以是基于TRDP层协议对数据进行TRDP层解封装处理。

可选的，在数据接收的过程中，该第二数据流程可以是加入UDP层协议和IP层协议的网络数据包头，可以是计算校验和，可以是数据流处理，还可以是数据解封装处理。

在一个实施例中，如图1所示，该目标处理器1011中部署有操作系统201和UOE驱动程序202。

其中，在数据发送的过程中，该目标处理器1011，具体用于通过该操作系统201调用该UOE驱动程序202通过该目标总线1013将该TRDP发送数据包由该目标处理器1011发送至该卸载引擎电路1012；在数据接收的过程中，该目标处理器1011，具体用于通过该操作系统201调用该UOE驱动程序202通过该目标总线1013从该卸载引擎电路1012获取该UDP接收数据包。

在本申请一个可选的实施例中，该操作系统201可以是嵌入式linux操作系统，图1中的Linux OS相当于该操作系统201，图1中的UOE驱动相当于该UOE驱动程序202。

在一个实施例中，如图1所示，该网卡100还包括接口电路102和背板总线103，该接口电路102与该背板总线103和该目标总线1013分别连接。

其中，在数据发送的过程中，该接口电路102用于从该目标总线1013获取初始发送数据包，并对该初始发送数据包进行格式处理，得到与该目标总线1013的协议格式相匹配的该第一发送数据包，并向该目标处理器1011发送中断请求，该目标处理器1011，具体用于在接收到该中断请求后，通过该目标总线1013获取该第一发送数据包；在数据接收的过程中，该接口电路102用于通过该目标总线1013从该目标处理器1011中获取该应用层接收数据包，并将该应用层接收数据包发送至该背板总线103。

可选的，该接口电路102可以是包含有RapidIO接口模块的电路，图1中的RapidIO接口模块相当于该接口电路102，图1中的串行背板总线相当于该背板总线103。

在本申请一个可选的实施例中，该背板总线103是RapidIO接口串行背板总线，采用该RapidIO接口串行背板总线可以在不影响传输速率的情况下，降低背板通信信号的PCB布线数量，可以简化背板的PCB设计。

在一种可能实现的方式中，在数据发送的过程中，该接口电路102通过Rxn/p信号线从该RapidIO接口串行背板总线获取初始发送数据包，对该初始发送数据包进行串行数据解码，将该初始发送数据包由串行转换为与目标总线1013的协议格式相匹配的第一发送数据包，若该目标总线1013的协议格式为A格式，则将该初始发送数据包转换为A格式，若该目标总线1013的协议格式为B格式，则将该初始发送数据包转换为B格式，并以中断的方式通知PS侧的目标处理器1011，也即是向该目标处理器1011发送中断请求，该目标处理器1011中的操作系统201响应该中断请求，通过该目标总线1013获取该第一发送数据包。

在另一种可能实现的方式中，在数据接收的过程中，该接口电路102通过该目标总线1013从PS侧的目标处理器1011中获取该应用层接收数据包，对该应用层接收数据包进行数据处理，并将该数据处理后的应用层接收数据包通过Txn/p信号线发送至RapidIO接口串行背板总线。

在一个实施例中，如图1所示，该目标处理器1011中还部署有背板驱动程序203，图1中的背板驱动相当于该背板驱动程序203。

其中，在数据发送的过程中，该目标处理器1011，具体用于在接收到该中断请求后，调用该背板驱动程序203通过该目标总线1013从该接口电路102中获取该第一发送数据包；在数据接收的过程中，该目标处理器1011，具体用于调用该背板驱动程序203将该应用层接收数据包通过该目标总线1013发送至该接口电路102。

在一种可能实现的方式中，在数据发送的过程中，在接收到该中断请求后，该目标处理器1011中的操作系统201响应该中断请求，在中断处理函数中，调用该背板驱动程序203通过该目标总线1013从该接口电路102中获取该第一发送数据包。

在另一种可能实现的方式中，在数据接收的过程中，该目标处理器1011中的操作系统201调用该背板驱动程序203将该应用层接收数据包通过该目标总线1013发送至该接口电路102。

在一个实施例中，如图1所示，该网卡100还包括MAC层芯片104和物理层芯片105。

其中，在数据发送的过程中，该MAC层芯片104用于从该卸载引擎电路1012获取该IP发送数据包，对该IP发送数据包进行封装处理，以得到MAC发送数据包，并将该MAC发送数据包发送至该物理层芯片105；在数据接收的过程中，该MAC层芯片104用于从该物理层芯片105获取初始接收数据包，对该初始接收数据包进行解封装处理，以得到该MAC接收数据包，并将该MAC接收数据包发送至该卸载引擎电路1011。

可选的，该MAC层芯片104可以是千兆以太网MAC芯片，该物理层芯片105可以是物理层PHY芯片，图1中的MAC相当于该MAC芯片104，图1中的PHY相当于该物理层芯片105。

在一种可能实现的方式中，在数据发送的过程中，该MAC层芯片104从该卸载引擎电路1011获取该IP发送数据包，并对该IP发送数据包进行MAC层封装，以得到MAC发送数据包，并通过sgmii接口将该MAC发送数据包发送至该物理层PHY芯片105。

在另一种可能实现的方式中，在数据接收的过程中，该MAC层芯片104通过sgmii接口从该物理层PHY芯片105获取初始接收数据包，对该初始接收数据包进行解封装处理，以得到该MAC接收数据包，并将该MAC接收数据包发送至该卸载引擎电路1011。

在一个实施例中，在数据发送的过程中，该物理层芯片105用于对该MAC发送数据包转换为光电信号进行发送；在数据接收的过程中，该物理层芯片105用于对接收到的光电信号进行转换处理，以得到该初始接收数据包。

在一种可能实现的方式中，在数据发送的过程中，该物理层芯片105先将该MAC发送数据包的并行数据转化为串行流数据，再按照物理层的编码规则对数据进行编码，最后把数据变为模拟信号发送。

在一种可能实现的方式中，在数据接收的过程中，该物理层芯片105先对接收到的光电信号进行转换处理，转换为数字信号，再对该数字信号进行数据处理，以得到该初始接收数据包。

在本申请一个可选的实施例中，如图2所示，该卸载引擎电路1012，还用于对接收到的各个数据包进行识别处理，以确定各个数据包的类型，将确定为UOE类型的数据包优先进行发送，将确定为非UOE类型的数据包存储至缓存中，并在UOE类型的数据包发送完成后，从缓存中获取非UOE类型的数据包并发送。

可选的，该UOE类型的数据包包括IP发送数据包以及UDP发送数据包。

在一种可能实现的方式中，如图2所示，图2是一种基于二层仲裁以及三层仲裁的方式实现数据发送过程的示意图，在数据发送过程中，若存在有ICMP响应模块（图2中的ICMP响应）和UOE发送模块（图2中的UOE发送）同时发送数据包导致发送冲突的情况，则进行三层仲裁，在三层仲裁后该UOE发送模块将优先发送UDP发送数据包至IP层协议，该ICMP响应模块将该ICMP响应暂存在ICMP缓存中，若存在ARP包发送模块（图2中的ARP包）和IP报文发送模块（图2中的IP报文）同时发送数据包导致发送冲突的情况，则进行二层仲裁，在二层仲裁后IP报文发送模块将优先发送IP发送数据包，该ARP包发送模块将该ARP数据包暂存在ARP缓存中，图2的左侧为数据接收过程，该接收缓存模块（图2中的接收缓存）用于接收经过MAC层协议处理以后得到的以太网帧，该以太网帧包括IP报文类型帧和ARP包类型帧，若该以太网帧的“type”字段为0800，则将该以太网帧传输至IP接收模块（图2中的IP报文接收）进行进一步处理，处理后若确定为UDP接收数据包，则将该UDP接收数据包传输至UDP接收模块（图2中的UOE接收）进行进一步处理，若确定为ICMP响应，则基于该ICMP响应模块执行相应的流程，若该以太网帧的“type”字段为“0806”或“8035”，则将该以太网帧传输至ARP协议处理模块（图2中的ARP包接收），该ARP协议处理模块将对该以太网帧进行解析，以得到ARP接收数据包，并确定该ARP接收数据包为ARP请求数据包还是ARP响应数据包，若为ARP响应数据包，则将其中带有的目的IP MAC地址存入本地MAC列表，以待后续网络报文发送时查询使用，若为ARP请求数据包，则发出带有本机MAC的ARP响应包以响应远端请求。

在本申请一个可选的实施例中，在数据发送过程中，接口电路102从该背板总线103获取初始发送数据包，并对该初始发送数据包进行格式处理，得到与该目标总线1013的协议格式相匹配的该第一发送数据包，并向该目标处理器1011发送中断请求，该目标处理器1011在接收到该中断请求后，调用该背板驱动程序203通过该目标总线1013从该接口电路102中获取该第一发送数据包，该目标处理器1011对该第一发送数据包执行该第一数据处理流程，以得到TRDP发送数据包，再通过该目标处理器1011中的操作系统201调用UOE驱动程序202通过该目标总线1013将该TRDP发送数据包由该目标处理器1011发送至卸载引擎电路1012，该卸载引擎电路1012对该TRDP发送数据包执行该第二数据处理流程，以得到IP发送数据包，该MAC层芯片104从该卸载引擎电路1012获取该IP发送数据包，对该IP发送数据包进行封装处理，以得到MAC发送数据包，并将该MAC发送数据包发送至该物理层芯片105，该物理层芯片105对该MAC发送数据包转换为光电信号进行发送。

在一种可能实现的方式中，在基于该网卡100执行数据发送流程时，该接口电路102从该RapidIO接口串行背板总线获取初始发送数据包，对该初始发送数据包进行串行数据解码，将该初始发送数据包由串行转换为与目标总线1013的协议格式相匹配的第一发送数据包，并以中断的方式通知PS侧的目标处理器1011，在接收到该中断请求后，该目标处理器1011中的操作系统201响应该中断请求，在中断处理函数中，调用该背板驱动程序203通过该目标总线1013从该接口电路中102获取该第一发送数据包，该目标处理器1011对第一发送数据包执行该第一数据处理流程，以得到TRDP发送数据包，再通过该目标处理器1011的操作系统201调用该UOE驱动程序202通过该目标总线1013将该TRDP发送数据包由该目标处理器1011发送至该卸载引擎电路1012，该卸载引擎电路1012对该TRDP发送数据包执行该第二数据处理流程，以得到IP发送数据包，该MAC层芯片104从该卸载引擎电路1012获取该IP发送数据包，并对该IP发送数据包进行MAC层封装，以得到MAC发送数据包，并通过sgmii接口将该MAC发送数据包发送至该物理层芯片105，该物理层芯片105先将该MAC发送数据包的并行数据转化为串行流数据，再按照物理层的编码规则对数据进行编码，最后把数据变为模拟信号发送。

在本申请一个可选的实施例中，在数据接收的过程中，该物理层芯片105接收到的光电信号进行转换处理，以得到该初始接收数据包，该MAC层芯片104从该物理层芯片105获取初始接收数据包，对该初始接收数据包进行解封装处理，以得到该MAC接收数据包，并将该MAC接收数据包发送至该卸载引擎电路1012，该卸载引擎电路1012对MAC接收数据包执行该第二数据处理流程，以得到UDP接收数据包，该操作系统201调用该UOE驱动程序通过该目标总线1013从该卸载引擎电路1012获取该UDP接收数据包，并将该UDP接收数据包通过该目标总线1013传输至该目标处理器1011，该目标处理器1011对该UDP接收数据包执行该第一数据处理流程，以得到应用层接收数据包，目标处理器1011再调用该背板驱动程序203将该应用层接收数据包通过该目标总线1013发送至该接口电路102，该接口电路102将该应用层接收数据包发送至该背板总线。

在一种可能实现的方式中，在基于该网卡100执行数据接收流程时，该物理层芯片105先对接收到的光电信号进行转换处理，转换为数字信号，再对该数字信号进行数据处理，以得到该初始接收数据包，该MAC层芯片104通过sgmii接口从该物理层PHY芯片105获取初始接收数据包，对该初始接收数据包进行解封装处理，以得到该MAC接收数据包，并将该MAC接收数据包发送至该卸载引擎电路1012，该卸载引擎电路1012对MAC接收数据包执行该第二数据处理流程，以得到UDP接收数据包，该操作系统201调用该UOE驱动程序通过该目标总线1013从该卸载引擎电路1012获取该UDP接收数据包，并将该UDP接收数据包通过该目标总线1013传输至该目标处理器1011，该目标处理器1011对该UDP接收数据包执行该第一数据处理流程，以得到应用层接收数据包，该目标处理器1011中的操作系统201调用该背板驱动程序203将该应用层接收数据包通过该目标总线1013发送至该接口电路102，该接口电路102对该应用层接收数据包进行数据处理，并将该数据处理后的应用层接收数据包发送至RapidIO接口串行背板总线。

在一个实施例中，如图3所示，提供了一种数据发送处理方法，该方法应用于上述实施例任一实施例所述的网卡，该方法包括以下步骤：

步骤301、获取第一发送数据包，基于该第一发送数据包和该网卡中包括的目标处理器确定TRDP发送数据包。

在本申请一个可选的实施例中，该基于该第一发送数据包和该网卡中包括的目标处理器确定TRDP发送数据包，包括：利用该网卡中包括的目标处理器对该第一发送数据包执行基于应用层软件和基于以太网的列车实时通信网络标准TRDP层协议的第一数据处理流程，以得到TRDP发送数据包。

其中，该第一数据处理流程为基于该应用层软件和该TRDP层协议的报文解析数据处理流程。

步骤302、利用该网卡中的目标总线将该TRDP发送数据包传输至该网卡中的卸载引擎电路。

步骤303、利用该卸载引擎电路对该TRDP发送数据包执行基于UDP层协议以及IP层协议的第二数据处理流程，以得到IP发送数据包。

其中，该第二数据处理流程为基于该UDP层协议和该IP层协议的报文解析数据处理流程。

在一个实施例中，如图4所示，提供了一种数据接收处理方法，方法应用于上述实施例任一实施例所述的网卡，该方法包括以下步骤：

步骤401、获取第一接收数据包，基于该第一接收数据包和该网卡中包括的卸载引擎电路确定UDP接收数据包。

在申请一个可选的实施例中，该基于该第一接收数据包和该网卡中包括的卸载引擎电路确定UDP接收数据包，包括：利用该网卡中包括的卸载引擎电路对该第一接收数据包执行基于UDP层协议以及IP层协议的第二数据处理流程，以得到该UDP接收数据包。

其中，该第二数据处理流程为基于该UDP层协议和该IP层协议的报文解析数据处理流程。

步骤402、利用该网卡中的目标总线将该UDP接收数据包传输至该网卡中的目标处理器。

步骤403、利用该目标处理器对该UDP接收数据包执行基于应用层软件和基于以太网的列车实时通信网络标准TRDP层协议的第一数据处理流程，以得到该应用层接收数据包。

其中，该第一数据处理流程为基于该应用层软件和该TRDP层协议的报文解析数据处理流程。

应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的控制方法的控制装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个控制装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于控制方法的限定，在此不再赘述。

在一个实施例中，如图5所示，提供了一种数据发送处理装置500，该装置包括获取模块501，第一执行模块502和第二执行模块503，其中：

获取模块501，用于获取第一发送数据包，基于该第发送数据包和该网卡中包括的目标处理器确定TRDP发送数据包；

第一执行模块502，用于利用该网卡中的目标总线将该TRDP发送数据包传输至该网卡中的卸载引擎电路；

第二执行模块503，用于利用该卸载引擎电路对该TRDP发送数据包执行基于UDP层协议以及IP层协议的第二数据处理流程，以得到IP发送数据包，该第二数据处理流程为基于该UDP层协议和该IP层协议的报文解析数据处理流程。

在一个实施例中，该获取模块501，具体用于：利用该网卡中包括的目标处理器对该第一发送数据包执行基于应用层软件和基于以太网的列车实时通信网络标准TRDP层协议的第一数据处理流程，以得到TRDP发送数据包，该第一数据处理流程为基于该应用层软件和该TRDP层协议的报文解析数据处理流程。

在一个实施例中，如图6所示，提供了一种数据接收处理装置600，该装置包括获取模块601，第一执行模块602和第二执行模块603，其中：

获取模块601，用于获取第一接收数据包，基于该第一接收数据包和该网卡中包括的卸载引擎电路确定UDP接收数据包；

第一执行模块602，用于利用该网卡中的目标总线将该UDP接收数据包传输至该网卡中的目标处理器；

第二执行模块603，用于利用该目标处理器对该UDP接收数据包执行基于应用层软件和基于以太网的列车实时通信网络标准TRDP层协议的第一数据处理流程，以得到应用层接收数据包，该第一数据处理流程为基于该应用层软件和该TRDP层协议的报文解析数据处理流程。

在一个实施例中，该获取模块601，具体用于：利用该网卡中包括的卸载引擎电路对该第一接收数据包执行基于UDP层协议以及IP层协议的第二数据处理流程，以得到UDP接收数据包，该第二数据处理流程为基于该UDP层协议和该IP层协议的报文解析数据处理流程。

上述控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：获取第一发送数据包，基于该第一发送数据包和该网卡中包括的目标处理器确定TRDP发送数据包；利用该网卡中的目标总线将该TRDP发送数据包传输至该网卡中的卸载引擎电路；利用该卸载引擎电路对该TRDP发送数据包执行基于UDP层协议以及IP层协议的第二数据处理流程，以得到IP发送数据包，该第二数据处理流程为基于该UDP层协议和该IP层协议的报文解析数据处理流程。

在一个实施例中，该基于该第一发送数据包和该网卡中包括的目标处理器确定TRDP发送数据包，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：利用该网卡中包括的目标处理器对该第一发送数据包执行基于应用层软件和基于以太网的列车实时通信网络标准TRDP层协议的第一数据处理流程，以得到TRDP发送数据包，该第一数据处理流程为基于该应用层软件和该TRDP层协议的报文解析数据处理流程。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：获取第一接收数据包，基于该第一接收数据包和该网卡中包括的卸载引擎电路确定UDP接收数据包；利用该网卡中的目标总线将该UDP接收数据包传输至该网卡中的目标处理器；利用该目标处理器对该UDP接收数据包执行基于应用层软件和基于以太网的列车实时通信网络标准TRDP层协议的第一数据处理流程，以得到应用层接收数据包，该第一数据处理流程为基于该应用层软件和该TRDP层协议的报文解析数据处理流程。

在一个实施例中，该基于该第一接收数据包和该网卡中包括的卸载引擎电路确定UDP接收数据包，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：利用该网卡中包括的卸载引擎电路对该第一接收数据包执行基于UDP层协议以及IP层协议的第二数据处理流程，以得到UDP接收数据包，该第二数据处理流程为基于该UDP层协议和该IP层协议的报文解析数据处理流程。

在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：获取第一发送数据包，基于该第一发送数据包和该网卡中包括的目标处理器确定TRDP发送数据包；利用该网卡中的目标总线将该TRDP发送数据包传输至该网卡中的卸载引擎电路；利用该卸载引擎电路对该TRDP发送数据包执行基于UDP层协议以及IP层协议的第二数据处理流程，以得到IP发送数据包，该第二数据处理流程为基于该UDP层协议和该IP层协议的报文解析数据处理流程。

在一个实施例中，该基于该第一发送数据包和该网卡中包括的目标处理器确定TRDP发送数据包，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：利用该网卡中包括的目标处理器对该第一发送数据包执行基于应用层软件和基于以太网的列车实时通信网络标准TRDP层协议的第一数据处理流程，以得到TRDP发送数据包，该第一数据处理流程为基于该应用层软件和该TRDP层协议的报文解析数据处理流程。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：获取第一接收数据包，基于该第一接收数据包和该网卡中包括的卸载引擎电路确定UDP接收数据包；利用该网卡中的目标总线将该UDP接收数据包传输至该网卡中的目标处理器；利用该目标处理器对该UDP接收数据包执行基于应用层软件和基于以太网的列车实时通信网络标准TRDP层协议的第一数据处理流程，以得到应用层接收数据包，该第一数据处理流程为基于该应用层软件和该TRDP层协议的报文解析数据处理流程。

在一个实施例中，该基于该第一接收数据包和该网卡中包括的卸载引擎电路确定UDP接收数据包，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：利用该网卡中包括的卸载引擎电路对该第一接收数据包执行基于UDP层协议以及IP层协议的第二数据处理流程，以得到UDP接收数据包，该第二数据处理流程为基于该UDP层协议和该IP层协议的报文解析数据处理流程。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种网卡，其特征在于，所述网卡包括FPGA芯片，所述FPGA芯片包括逻辑PL侧以及硬核处理器PS侧，其中，所述PS侧包括目标处理器，所述PL侧包括卸载引擎电路以及目标总线，所述目标处理器和所述卸载引擎电路均与所述目标总线连接；

所述目标处理器，用于基于应用层软件和以太网的列车实时通信网络标准TRDP层协议进行报文解析第一数据处理流程；

所述卸载引擎电路，用于将UDP层协议以及IP层协议从所述PS侧卸载，并基于所述UDP层协议和所述IP层协议进行报文解析第二数据处理流程；

所述目标总线，用于传输所述目标处理器和所述卸载引擎电路之间的数据包。

2.根据权利要求1所述的网卡，其特征在于，

在数据发送的过程中，所述目标总线，具体用于将TRDP发送数据包发送至所述卸载引擎电路，所述TRDP发送数据包为所述目标处理器对第一发送数据包执行所述第一数据处理流程得到的；

所述卸载引擎电路，具体用于对所述TRDP发送数据包执行所述第二数据处理流程，以得到IP发送数据包。

3.根据权利要求1所述的网卡，其特征在于，

在数据接收的过程中，所述目标总线，具体用于将UDP接收数据包发送至所述目标处理器，所述UDP接收数据包为所述卸载引擎电路对第一接收数据包执行所述第二数据处理流程得到的；

所述目标处理器，具体用于对所述UDP接收数据包执行所述第一数据处理流程，以得到应用层接收数据包。

4.根据权利要求2或3所述的网卡，其特征在于，所述目标处理器中部署有操作系统和UDP卸载引擎UOE驱动程序；

在数据发送的过程中，所述目标处理器，具体用于通过所述操作系统调用所述UOE驱动程序，以使所述UOE驱动程序在被调用的情况下，通过所述目标总线将所述TRDP发送数据包由所述目标处理器发送至所述卸载引擎电路；

在数据接收的过程中，所述目标处理器，具体用于通过所述操作系统调用所述UOE驱动程序，以使所述UOE驱动程序在被调用的情况下，通过所述目标总线从所述卸载引擎电路获取所述UDP接收数据包。

5.根据权利要求1所述的网卡，其特征在于，

所述卸载引擎电路，还于对接收到的各个数据包进行识别处理，以确定各个数据包的类型，并将确定为UOE类型的数据包优先进行发送，将确定为非UOE类型的数据包存储至缓存中，并在所述UOE类型的数据包发送完成后，从缓存中获取所述非UOE类型的数据包并发送。

6.根据权利要求2或3所述的网卡，其特征在于，所述网卡还包括MAC层芯片和物理层芯片；

在数据发送的过程中，所述MAC层芯片，用于从所述卸载引擎电路获取所述IP发送数据包，对所述IP发送数据包进行封装处理，以得到MAC发送数据包，并将所述MAC发送数据包发送至所述物理层芯片；

在数据接收的过程中，所述MAC层芯片，用于从所述物理层芯片获取初始接收数据包，对所述初始接收数据包进行解封装处理，以得到MAC接收数据包，并将所述MAC接收数据包发送至所述卸载引擎电路。

7.一种数据发送处理方法，其特征在于，应用于如权利要求1至6任一所述的网卡，所述方法包括：

获取第一发送数据包，基于所述第一发送数据包和所述网卡中包括的目标处理器确定TRDP发送数据包；

利用所述网卡中的目标总线将所述TRDP发送数据包传输至所述网卡中的卸载引擎电路；

利用所述卸载引擎电路对所述TRDP发送数据包执行基于UDP层协议以及IP层协议的第二数据处理流程，以得到IP发送数据包，所述第二数据处理流程为基于所述UDP层协议和所述IP层协议的报文解析数据处理流程。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一发送数据包和所述网卡中包括的目标处理器确定TRDP发送数据包，包括：

利用所述网卡中包括的目标处理器对所述第一发送数据包执行基于应用层软件和基于以太网的列车实时通信网络标准TRDP层协议的第一数据处理流程，以得到所述TRDP发送数据包，所述第一数据处理流程为基于所述应用层软件和所述TRDP层协议的报文解析数据处理流程。

9.一种数据接收处理方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1至6任一所述的网卡，所述方法包括：

获取第一接收数据包，基于所述第一接收数据包和所述网卡中包括的卸载引擎电路确定UDP接收数据包；

利用所述网卡中的目标总线将所述UDP接收数据包传输至所述网卡中的目标处理器；

利用所述目标处理器对所述UDP接收数据包执行基于应用层软件和基于以太网的列车实时通信网络标准TRDP层协议的第一数据处理流程，以得到应用层接收数据包，所述第一数据处理流程为基于所述应用层软件和所述TRDP层协议的报文解析数据处理流程。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一接收数据包和所述网卡中包括的卸载引擎电路确定UDP接收数据包，包括：

利用所述网卡中包括的卸载引擎电路对所述第一接收数据包执行基于UDP层协议以及IP层协议的第二数据处理流程，以得到所述UDP接收数据包，所述第二数据处理流程为基于所述UDP层协议和所述IP层协议的报文解析数据处理流程。