验证40G/100G/USXGMII接口IPG补偿的方法及系统与流程

本发明涉及网络通信领域，尤其涉及一种验证40G/100G/USXGMII接口IPG补偿的方法及系统。

背景技术：

40G/100G/USXGMII等以太网接口协议需要删除IPG以补偿插入AM数据，AM的英文全称为：alignment markers，带来的速率损耗，根据各种接口对应的协议不同，其实现方式也不同，相应的，IPG删除方法也不一样。

以USXGMII为例，USXGMII是由CISCO公司定义的业界通用串行XG接口协议标准。该协议标准又分为Single和Multiport两种模式标准。USXGMII-Multiport标准定义只有一条物理链路，其速率可为5.15625Gbps 、10.3125Gbps、20.625Gbps等。而对于每条物理链路，其具有多条逻辑链路，每条逻辑链路对应的速率根据物理链路的工作速率不同，可相应发生变化，例如：是10G/5G/2.5G/1G/100M/10Mbps；各条逻辑链路是完全独立的，且其是符合IEEE802.3定义的XGBASE-R和XGMII协议标准的；USXGMII-Multiport模式下， PCS的发送方向需要以固定的数据间隔插入AM数据，PCS的接收端根据AM数据来进行数据的同步，以及将一条物理链路的数据分发到各个通道上；由于AM数据的插入，额外的增加了数据带宽，而物理链路的带宽是保持不变的，为了达到带宽的平衡，现有技术中，数据传输过程中，随机对各个逻辑链路上的数据进行删除，以使速率匹配。然而，该种删除方式，导致数据丢失，影响系统性能。

如此，需要一种验证方法，验证上述补偿方式是否正确，以进一步的进行补救；传统的验证方法和具体实现相关，一般采用在设计代码中插入断言和检查仿真波形的方式，验证效率低，不具有通用性。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种验证40G/100G/USXGMII接口IPG补偿的方法及系统。

为实现上述目的之一，本发明一实施方式的验证40G/100G/USXGMII接口IPG补偿的方法，所述方法包括：建立对应DUT的仿真模型，所述仿真模型与所述DUT的PCS/PMA接口进行对接，以采样DUT中的IPG数据；

实时在每个报文开始接收之前，获取RS层接口对接DUT实际接收的IPG的真实长度，判断其是否满足DUT对应接口的协议范围；

若不满足协议范围，则发出仿真报错告警；

若满足协议范围，则获取RS层接口接收到的报文长度，并根据其获取DUT中补偿前的IPG的理论长度；

根据获取的IPG的真实长度和IPG的理论长度，验证DUT中是否在插入AM数据后，删除正确长度的IPG进行速率损耗补偿，并输出补偿结果。

作为本发明一实施方式的进一步改进，40G/100G接口的协议范围为：RS层接口对接DUT实际接收的IPG的真实长度大于等于1 Byte；

USXGMII接口的协议范围为：RS层接口对接DUT实际接收的IPG的真实长度介于5 Byte至15 Byte之间。

作为本发明一实施方式的进一步改进，获取RS层接口接收到的报文长度，并根据其获取DUT中补偿前的理论IPG长度具体包括：

预置DIC计数器，所述DIC计数器用于记录为了满足/S/字符对齐增删的IDLE的个数，根据所述DIC计数器的计数值获取DUT中补偿前的理论IPG长度。

作为本发明一实施方式的进一步改进，根据获取的IPG的真实长度和IPG的理论长度，验证DUT中是否在插入AM数据后，删除正确长度的IPG进行速率损耗补偿，并输出补偿结果，具体包括：

通过RS层接口获取DUT中插入AM数据的长度；

将IPG的真实长度以L1表示，IPG的理论长度以L2表示，获得的AM数据的长度以L3表示；

若0≤L1-L2≤L3，确认DUT中，在插入AM数据后，已删除正确长度的IPG进行速率损耗补偿；且对应DUT的IPG补偿长度为L1-L2；

若L2＞L1，则发出仿真报错告警。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述方法还包括：

预置补偿计数器，所述补偿计数器用于记录对应DUT的IPG补偿长度；

在每接收完N个AM数据后，实时获取补偿计数器的数值，同时，在插入下一个AM数据之前，将所述补偿计数器的数值清零，并判断所述补偿器的数值是否等于插入N个所述AM数据的长度；

若是，继续监测，直至报文发送结束；

若否，则发出仿真报错告警；

其中，所述补偿计数器的数值等于N个AM数据之间所述DUT补偿长度之和。

为实现上述目的之一，本发明一实施方式的验证40G/100G/USXGMII接口IPG补偿的系统，所述系统包括：

模型构建模块，用于建立对应DUT的仿真模型，所述仿真模型与所述DUT的PCS/PMA接口进行对接，以采样DUT中的IPG数据；

数据接收匹配模块，用于实时在每个报文开始接收之前，获取RS层接口对接DUT实际接收的IPG的真实长度，判断其是否满足DUT对应接口的协议范围；

若不满足协议范围，则发出仿真报错告警；

若满足协议范围，则获取RS层接口接收到的报文长度，并根据其获取DUT中补偿前的IPG的理论长度；

验证模块，用于根据获取的IPG的真实长度和IPG的理论长度，验证DUT中是否在插入AM数据后，删除正确长度的IPG进行速率损耗补偿，并输出补偿结果。

作为本发明一实施方式的进一步改进，40G/100G接口的协议范围为：RS层接口对接DUT实际接收的IPG的真实长度大于等于1 Byte；

USXGMII接口的协议范围为：RS层接口对接DUT实际接收的IPG的真实长度介于5 Byte至15 Byte之间。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述系统还包括：DIC计数器，所述DIC计数器用于记录为了满足/S/字符对齐增删的IDLE的个数；

所述数据接收匹配模块还用于：根据所述DIC计数器的计数值获取DUT中补偿前的理论IPG长度。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述数据接收匹配模块通过RS层接口获取DUT中插入AM数据的长度后，

所述验证模块具体用于：

将IPG的真实长度以L1表示，IPG的理论长度以L2表示，获得的AM数据的长度以L3表示；

若0≤L1-L2≤L3，确认DUT中，在插入AM数据后，已删除正确长度的IPG进行速率损耗补偿；且对应DUT的IPG补偿的长度为L1-L2；

若L2＞L1，则发出仿真报错告警。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述系统还包括：补偿计数器，用于记录对应DUT的IPG补偿长度；

所述验证模块还用于：在每接收完N个AM数据后，实时获取补偿计数器的数值，同时，在插入下一个AM数据之前，将所述补偿计数器的数值清零，并判断所述补偿器的数值是否等于插入N个所述AM数据的长度；

若是，继续监测，直至报文发送结束；

若否，则发出仿真报错告警；

其中，所述补偿计数器的数值等于N个AM数据之间所述DUT补偿长度之和。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的验证40G/100G/USXGMII接口IPG补偿的方法及系统，对 IPG补偿的验证完全在仿真模型中实现，不需要关心DUT的实现细节，该补偿验证的仿真模型具有通用性，并提高验证效率。

附图说明

图1是本发明一实施方式中验证40G/100G/USXGMII接口IPG补偿的方法的流程示意图；

图2是本发明一具体示例中，40G接口协议的结构示意图；

图3是图1中步骤S3的具体实现流程示意图；

图4是本发明一实施方式中验证40G/100G/USXGMII接口IPG补偿的系统的模块示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

如图1所示，本发明一实施方式中，验证40G/100G/USXGMII接口IPG补偿的方法，所述方法包括：

S1、建立对应DUT的仿真模型，所述仿真模型与所述DUT的PCS/PMA接口进行对接，以采样DUT中的IPG数据。

本发明的对应DUT的仿真模型，可根据相应接口对应的以太网协议实现；结合图2所述，以40G接口为例，仿真模型层接口根据40G协议实现，即仿真模型的RS层接口为40G协议的XLGMII 接口，在XLGMII接口上，可以采样DUT发送的数据以及控制字符等，以作为DUT仿真模型验证不同接口IPG补偿的基础数据。

可以理解的是，在实际应用中，DUT还需要对仿真模型输入合适的激励，以保证仿真模型的端口工作在线速。

本实施方式中， DUT的英文全称为：USXGMII的英文全称为：Universal Serial 10Gigabit Media Independent Interface Design Under Test ；PCS的英文全称为：Physical Coding Sublayer；PMA的英文全称为：Physical Medium Attachment；RS的英文全称为：Reconcilication Sublayer。

通常情况下，仿真模型需要接收PCS格式的数据，若仿真模型与DUT的PMA接口进行对接，则在接收到PMA格式的数据后，需要将其转化为PCS格式再进一步的处理，在此不做详细赘述。进一步的，所述方法还包括：

S2、实时在每个报文开始接收之前，获取RS层接口对接DUT实际接收的真实IPG长度，判断其是否满足DUT对应接口的协议范围；若不满足协议范围，则发出仿真报错告警；若满足协议范围，则获取RS层接口接收到的报文长度，并根据其获取DUT中补偿前的理论IPG长度；并进入步骤S3。

本发明具体实施方式中，在每个报文开始接收之前，仿真模型的RS层接口对接DUT，采样IPG数据；所述IPG数据包括RS层接口实际采样获得的IPG的真实长度，以及理论上DUT中在插入AM数据后，为了补充速率损耗，删除的IPG的理论长度。

其中，对应每种接口均具有不同的协议范围，本发明具体实施方式中，40G/100G接口的协议范围为：RS层接口对接DUT实际接收的IPG的真实长度大于等于1 Byte；USXGMII接口的协议范围为：RS层接口对接DUT实际接收的IPG的真实长度介于5 Byte至15 Byte之间。

当然，在本发明的其他实施方式中，该协议范围也可以根据需要具体设定，在此不做详细赘述。本发明的具体实施方式中，若不满足协议范围，则发出仿真报错告警；本发明的具体实施方式中，所述仿真报错告警的格式没有具体限制，例如：可以为一段代码，也可以为具体的文字提示，或声音形式的告警信号；当然，也可以根据仿真报错告警的判断条件，输出具体的报警信号，例如：报警原因以及解决方案等，在此不做详细赘述。

本实施方式中，获取RS层接口接收到的报文长度，并根据其获取DUT中补偿前的IPG的理论长度具体包括：

一种实施方式中，DUT直接统计其在报文传输过程中，插入的IPG的长度，并将其具体数值发送给仿真模型的RS接口；该插入的IPG的长度即为DUT中补偿后的IPG的实际长度。

一种实施方式中，预置DIC计数器，所述DIC计数器用于记录为了满足/S/字符对齐增删的IDLE的个数，根据所述DIC计数器的计数值获取DUT中补偿前的理论IPG长度。

该方式中，删除IDLE时，DIC计数器的计数值增加，增加IDLE时，DIC计数器的计数值减小。

所述DIC的英文全称为：Deficit Idle Count，不同的设计模型，其计算理论IPG长度的方式不同，仿真模型按照DUT的实现效果计算理论IPG长度，在此不做详细赘述。

进一步的，本发明一实施方式中，所述方法还包括：

S3、根据获取的IPG的真实长度和IPG的理论长度，验证DUT中是否在插入AM数据后，删除正确长度的IPG进行速率损耗补偿，并输出补偿结果。

本发明一具体实施方式中，结合图3所示，所述步骤S3具体包括：

P1、通过RS层接口获取DUT中插入AM数据的长度；

将IPG的真实长度以L1表示，IPG的理论长度以L2表示，获得的AM数据的长度以L3表示；

P21、若0≤L1-L2≤L3，确认DUT中，在插入AM数据后，已删除正确长度的IPG进行速率损耗补偿；且对应DUT的IPG补偿的长度为L1-L2；

P22、若L2＞L1，则发出仿真报错告警。

进一步的，从接收下个报文开始，循环采用上述方法，对DUT进行IPG补偿验证，直至报文发送结束，在此不做详细赘述。

本发明一优选实施方式中，所述步骤S3还包括：预置补偿计数器，所述补偿计数器用于记录对应DUT的IPG补偿长度；在每接收完N个AM数据后，实时获取补偿计数器的数值，同时，在插入下一个AM数据之前，将所述补偿计数器的数值清零，并判断所述补偿器的数值是否等于插入N个所述AM数据的长度；若是，继续监测，直至报文发送结束；若否，则发出仿真报错告警；其中，所述补偿计数器的数值等于N个AM数据之间所述DUT补偿长度之和。

本发明一具体示例中，由于仅有在DUT补偿长度不为零的状态下，更新所述补偿计数器的数值才有意义，即在0≤L1-L2≤L3的状态下，如此，本发明的优选实施方式中，在0≤L1-L2≤L3的状态下，实现以下步骤：

初始状态下，将所述补偿计数器的数值清零，在接收的相邻的N个AM数据之间，每个报文开始接收之前，对补偿计数器的数值进行累加，并在N个AM数据接收完成后，获取所述补偿计数器的数值，并同时将所述补充计数器的数值清零。

为了方便描述，下述内容描述一具体示例供参考。

该示例中，以40G的PCS接口为例做具体介绍；初始状态下，所述补偿计数器counter的数值为零；所述N等于2，2个AM数据之间共接收到3个报文；其协议范围为RS层接口对接DUT实际接收的IPG的真实长度大于等于1 Byte；

当接收到第一个AM数据时，并在接收第一报文之前，获取RS层接口对接DUT实际接收的IPG的真实长度；

在接收到第一个报文之前，所有参数均为零，保持仿真模型处于验证状态；

在接收完第一个报文后，IPG的真实长度L11小于IPG的理论长度L12，且其差值为L13，此时，判断在插入AM数据后，已删除正确长度的IPG进行速率损耗补偿，且对应DUT的IPG补偿的长度为L13=L11-L12；此时，counter的数值= L13；

在接收完第二个报文后，仍未接收到第二个AM数据插入信号，此时，获取的IPG的真实长度L21小于IPG的理论长度L22，且其差值为L23，判断在插入AM数据后，已删除正确长度的IPG进行速率损耗补偿，且对应DUT的IPG补偿的长度为L23=L21-L22；此时，counter的数值= L13+L23；

在接收完第三个报文后，接收到第二个AM数据插入信号，此时，获取的IPG的真实长度L31小于IPG的理论长度L32，且其差值为L33，判断在插入AM数据后，已删除正确长度的IPG进行速率损耗补偿，且对应DUT的IPG补偿的长度为L33=L31-L32；此时，counter的数值= L13+L23 +L33；

进一步的，将counter的数值与上述2个AM数据的长度进行比较，判断其数值是否相等，若是，继续监测，直至报文发送结束；若否，则发出仿真报错告警；

进一步的，从下个AM数据插入开始，直至其相邻的N-1个数据接收完成时，循环采用上述方法，对DUT进行IPG补偿验证，直至报文发送结束，在此不做详细赘述。

结合图4所示，本发明一实施方式，提供的验证40G/100G/USXGMII接口IPG补偿的系统包括：模型构建模块100、数据接收匹配模块200、验证模块300、补偿计数器500。

模型构建模块100，用于建立对应DUT的仿真模型，所述仿真模型与所述DUT的PCS/PMA接口进行对接，以采样DUT中的IPG数据。

本发明的对应DUT的仿真模型，模型构建模块100可根据相应接口对应的以太网协议实现。

结合图2所述，以40G接口为例，仿真模型层接口根据40G协议实现，即仿真模型的RS层接口为40G协议的XLGMII 接口，在XLGMII接口上，可以采样DUT发送的数据以及控制字符等，以作为DUT仿真模型验证不同接口IPG补偿的基础数据。

可以理解的是，在实际应用中，DUT还需要对仿真模型输入合适的激励，以保证仿真模型的端口工作在线速。

本实施方式中， DUT的英文全称为：USXGMII的英文全称为：Universal Serial 10Gigabit Media Independent Interface Design Under Test ；PCS的英文全称为：Physical Coding Sublayer；PMA的英文全称为：Physical Medium Attachment；RS的英文全称为：Reconcilication Sublayer。

通常情况下，仿真模型需要接收PCS格式的数据，若仿真模型与DUT的PMA接口进行对接，则在接收到PMA格式的数据后，需要将其转化为PCS格式再进一步的处理，在此不做详细赘述。

进一步的，数据接收匹配模块200用于实时在每个报文开始接收之前，获取RS层接口对接DUT实际接收的真实IPG长度，判断其是否满足DUT对应接口的协议范围；若不满足协议范围，则发出仿真报错告警；若满足协议范围，则获取RS层接口接收到的报文长度，并根据其获取DUT中补偿前的理论IPG长度。

本发明具体实施方式中，在每个报文开始接收之前，数据接收匹配模块200使仿真模型的RS层接口对接DUT，采样IPG数据；所述IPG数据包括RS层接口实际采样获得的IPG的真实长度，以及理论上DUT中在插入AM数据后，为了补充速率损耗，删除的IPG的理论长度。

其中，对应每种接口均具有不同的协议范围，本发明具体实施方式中，40G/100G接口的协议范围为：RS层接口对接DUT实际接收的IPG的真实长度大于等于1 Byte；USXGMII接口的协议范围为：RS层接口对接DUT实际接收的IPG的真实长度介于5 Byte至15 Byte之间。

当然，在本发明的其他实施方式中，该协议范围也可以根据需要具体设定，在此不做详细赘述。本发明的具体实施方式中，数据接收匹配模块200若判断不满足协议范围，则发出仿真报错告警；本发明的具体实施方式中，所述仿真报错告警的格式没有具体限制，例如：可以为一段代码，也可以为具体的文字提示，或声音形式的告警信号；当然，也可以根据仿真报错告警的判断条件，输出具体的报警信号，例如：报警原因以及解决方案等，在此不做详细赘述。

本实施方式中，数据接收匹配模块200获取RS层接口接收到的报文长度，并根据其获取DUT中补偿前的IPG的理论长度具体包括：

一种实施方式中，DUT直接统计其在报文传输过程中，插入的IPG的长度，并将其具体数值发送给仿真模型的RS接口；该插入的IPG的长度即为DUT中补偿后的IPG的实际长度。

一种实施方式中，所述系统还包括：DIC计数器400，所述DIC计数器400用于记录为了满足/S/字符对齐增删的IDLE的个数；所述数据接收匹配模块200还用于：根据所述DIC计数器的计数值获取DUT中补偿前的理论IPG长度。并根据其获取DUT中补偿前的理论IPG长度。

该方式中，删除IDLE时，DIC计数器的计数值增加，增加IDLE时，DIC计数器的计数值减小。

所述DIC的英文全称为：Deficit Idle Count，不同的设计模型，其计算理论IPG长度的方式不同，仿真模型按照DUT的实现效果计算理论IPG长度，在此不做详细赘述。

进一步的，本发明一实施方式中，验证模块300还用于：

根据获取的IPG的真实长度和IPG的理论长度，验证DUT中是否在插入AM数据后，删除正确长度的IPG进行速率损耗补偿，并输出补偿结果。

本发明一具体实施方式中，数据接收匹配模块200还用于：通过RS层接口获取DUT中插入AM数据的长度；

验证模块300具体用于：将IPG的真实长度以L1表示，IPG的理论长度以L2表示，获得的AM数据的长度以L3表示；

若0≤L1-L2≤L3，确认DUT中，在插入AM数据后，已删除正确长度的IPG进行速率损耗补偿；且对应DUT的IPG补偿的长度为L1-L2；

若L2＞L1，则发出仿真报错告警。

进一步的，验证模块300从接收下个报文开始，循环采用上述方法，对DUT进行IPG补偿验证，直至报文发送结束，在此不做详细赘述。

本发明一优选实施方式中，所述系统还包括：补偿计数器500，所述补偿计数器500用于记录对应DUT的IPG补偿长度；验证模块300还用于：在每接收完N个AM数据后，实时获取补偿计数器的数值，同时，在插入下一个AM数据之前，将所述补偿计数器的数值清零，并判断所述补偿器的数值是否等于插入N个所述AM数据的长度；若是，继续监测，直至报文发送结束；若否，则发出仿真报错告警；其中，所述补偿计数器的数值等于N个AM数据之间所述DUT补偿长度之和。

本发明一具体示例中，由于仅有在DUT补偿长度不为零的状态下，更新所述补偿计数器的数值才有意义，即在0≤L1-L2≤L3的状态下，如此，本发明的优选实施方式中，在0≤L1-L2≤L3的状态下，实现以下步骤：

初始状态下，验证模块300将所述补偿计数器的数值清零，在接收的相邻的N个AM数据之间，每个报文开始接收之前，对补偿计数器的数值进行累加，并在N个AM数据接收完成后，获取所述补偿计数器的数值，并同时将所述补充计数器的数值清零。

为了方便描述，下述内容描述一具体示例供参考。

该示例中，以40G的PCS接口为例做具体介绍；初始状态下，所述补偿计数器counter的数值为零；所述N等于2，2个AM数据之间共接收到3个报文；其协议范围为RS层接口对接DUT实际接收的IPG的真实长度大于等于1 Byte；

当接收到第一个AM数据时，并在接收第一报文之前，获取RS层接口对接DUT实际接收的IPG的真实长度；

在接收到第一个报文之前，所有参数均为零，保持仿真模型处于验证状态；

在接收完第一个报文后，IPG的真实长度L11小于IPG的理论长度L12，且其差值为L13，此时，判断在插入AM数据后，已删除正确长度的IPG进行速率损耗补偿，且对应DUT的IPG补偿的长度为L13=L11-L12；此时，counter的数值= L13；

在接收完第二个报文后，仍未接收到第二个AM数据插入信号，此时，获取的IPG的真实长度L21小于IPG的理论长度L22，且其差值为L23，判断在插入AM数据后，已删除正确长度的IPG进行速率损耗补偿，且对应DUT的IPG补偿的长度为L23=L21-L22；此时，counter的数值= L13+L23；

在接收完第三个报文后，接收到第二个AM数据插入信号，此时，获取的IPG的真实长度L31小于IPG的理论长度L32，且其差值为L33，判断在插入AM数据后，已删除正确长度的IPG进行速率损耗补偿，且对应DUT的IPG补偿的长度为L33=L31-L32；此时，counter的数值= L13+L23 +L33；

进一步的，将counter的数值与上述2个AM数据的长度进行比较，判断其数值是否相等，若是，继续监测，直至报文发送结束；若否，则发出仿真报错告警；

进一步的，验证模块300从下个AM数据插入开始，直至其相邻的N-1个数据接收完成时，循环采用上述方法，对DUT进行IPG补偿验证，直至报文发送结束，在此不做详细赘述。

综上所述，本发明的验证40G/100G/USXGMII接口IPG补偿的方法及系统， IPG补偿的验证完全在仿真模型中实现，不需要关心DUT的实现细节，该补偿验证的仿真模型具有通用性，并提高验证效率。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本发明时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施方式方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。