一種基于流水線的SpaceWire路由器研究

低延遲、蟲洞路由和無阻塞交換開關使數據包能夠到達任意一個SpaceWire端口和外部端口，或者也可以由配置端口直接訪問任意一個SpaceWire端口和外部端口。所設計SpaceWire端口完全支持SpaceWire標準，提供高速的、雙向的通訊。每個外部端口包括一個發送FIFO和一個接收FIFO，可以發送接收字符和包結束標志。
Time―code端口會和計數器一起被提供用來方便Time―code的傳播。當一個有效的Time―code到達一個路由端口時，它也會被發送到其他Spacewire端口，一個TICK_OUT信號會在Time―code端口被產生。路由器可以用Time―code端口提供的TICK_IN信號做為Time―code的操作管理。
配置端口可以配置任何SpaceWire端口和外部端口。它包括可以控制SpaceWire端口、外部端口和交換開關的寄存器。配置端口為各種端口和交換開關都設置了狀態寄存器。用配置端口的讀命令可以讀這些寄存器，從而來讀出路由器的狀態和錯誤信息，而且一些狀態引腳上的狀態和錯誤信息可以被選擇輸出。
路由表可以通過配置端口來訪問。邏輯地址端口映射和優先位都可以在路由表中進行設置，路由表常常用來控制組適應路由和交互開關中的優先仲裁。
1．3 蟲洞路由
SpaceWire路由器是基于蟲洞路由上進行設計的。蟲洞路由是包路由的一種形式。每一個包的包頭包含著目的地的地址信息。每當有一個包到達路由器時，它就立即檢測這個包的目的地址，然后按照該地址轉發這個包到相應的輸出端口。如果要求的輸出端口是“空閑”(free)狀態，則這個包會被立即轉發到這個輸出端口。這時，該端口就會被打上“忙”(blasy)狀態標記，直到這個包的最后一個字符即“包尾”(EOP)通過路由器轉發出去。
蟲洞路由如圖3所示，圖中一個包從一個節點發出，通過路由器到達另外一個節點。包頭標記為黑色，其余部分為灰色。路由器負責在輸入端口和空閑的輸出端口之間建立連接，當檢測到EOP或EEP時，斷開連接，釋放輸出端口為空閑狀態，準備接收其他端口來的包。輸出端口忙時，輸入端口阻塞輸入包，直到其空閑。通過輸入端口相遠節點發送FCT來實現，直到輸出端口空閑時，路由器才取消阻塞。以上是蟲洞路由和流量控制之間的關系。

2 基于流水線的SpaceWire路由器
SpaceWire路由器將數據從輸入端傳遞到輸出端的過程一般需要進過三個階段：首先，從輸入端讀數據，將數據包中包頭所包含的目標地址發送給路由查找表；再次，由路由查找表對目標地址進行查找，確定該數據包所要發送的輸出端；最后，將數據包發送到目標地址所指的輸出端。具體結構如圖4所示。