一種基于時(shí)間的通信調(diào)度方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種基于時(shí)間的通信調(diào)度方法，包括1)給每個(gè)發(fā)送虛鏈路配置參數(shù)，參數(shù)包括控制參數(shù)和時(shí)間參數(shù)；2)給將所有發(fā)送虛鏈路按照各自的時(shí)間參數(shù)依次排列；3)虛鏈路的發(fā)送緩沖區(qū)緩沖發(fā)送幀；4)調(diào)度器在一個(gè)群周期內(nèi)，按照發(fā)送虛鏈路的時(shí)間參數(shù)逐個(gè)訪(fǎng)問(wèn)虛鏈路，根據(jù)各虛鏈路配置的時(shí)間參數(shù)發(fā)送保存在發(fā)送緩沖區(qū)的幀數(shù)據(jù)。本發(fā)明提供了一個(gè)時(shí)間觸發(fā)的調(diào)度機(jī)制，支持時(shí)間觸發(fā)通信，相比于事件觸發(fā)機(jī)制的普通以太網(wǎng)通信具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種基于時(shí)間的通信調(diào)度方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于通信【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的機(jī)載總線(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在傳輸帶寬、確定性、實(shí)時(shí)性等特性方面存在技術(shù)缺陷，不能滿(mǎn)足安全關(guān)鍵領(lǐng)域如飛行控制系統(tǒng)等的通信需求。因此，目前飛機(jī)出現(xiàn)了多種機(jī)載通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合:1553B總線(xiàn)、ARINC429、FC網(wǎng)絡(luò)、CAN總線(xiàn)、AFDX網(wǎng)絡(luò)等各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)集中于同一架作戰(zhàn)飛機(jī)中，為作戰(zhàn)飛機(jī)的升級(jí)、調(diào)試、換代等維護(hù)方面增加了不少困難。
[0003]因此，需要提出一種方法，解決普通以太網(wǎng)上傳輸時(shí)間觸發(fā)通信滿(mǎn)足安全關(guān)鍵領(lǐng)域的應(yīng)用要求。
[0004]在高安全通信中，需要保證通信的實(shí)時(shí)性。事件觸發(fā)機(jī)制的普通以太網(wǎng)通信由于隨機(jī)性導(dǎo)致通信延遲、抖動(dòng)較大，無(wú)法滿(mǎn)足安全關(guān)鍵領(lǐng)域的應(yīng)用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了提高網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性，本發(fā)明提供一種基于時(shí)間的通信調(diào)度方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:
[0007]—種基于時(shí)間的 通信調(diào)度方法，其特殊之處在于:包括以下步驟:
[0008]I】配置參數(shù):
[0009]給每個(gè)發(fā)送虛鏈路配置參數(shù),所述參數(shù)包括控制參數(shù)和時(shí)間參數(shù)；
[0010]所述控制參數(shù)包括表示發(fā)送虛鏈路是否有效的參數(shù)、發(fā)送虛鏈路的最大幀長(zhǎng)、發(fā)送虛鏈路的ID號(hào)；
[0011]所述時(shí)間參數(shù)包括發(fā)送虛鏈路所在的整合周期、發(fā)送時(shí)刻，多個(gè)所述發(fā)送時(shí)刻組成一個(gè)整合周期，多個(gè)所述整合周期組成一個(gè)群周期；
[0012]2】發(fā)送虛鏈路排序:
[0013]將所有發(fā)送虛鏈路按照各自的整合周期及發(fā)送時(shí)刻依次排列，以便于調(diào)度器依次發(fā)送消息；
[0014]3】發(fā)送虛鏈路緩沖發(fā)送幀:
[0015]虛鏈路的發(fā)送緩沖區(qū)緩沖發(fā)送幀；所述發(fā)送緩沖區(qū)的內(nèi)容包括數(shù)據(jù)有效標(biāo)志、上層標(biāo)志、下層標(biāo)志、幀長(zhǎng)度、幀數(shù)據(jù)；
[0016]4】調(diào)度器調(diào)度:
[0017]調(diào)度器在一個(gè)群周期內(nèi)，按照發(fā)送虛鏈路的時(shí)間參數(shù)逐個(gè)訪(fǎng)問(wèn)發(fā)送虛鏈路，根據(jù)各發(fā)送虛鏈路配置的時(shí)間參數(shù)發(fā)送保存在發(fā)送緩沖區(qū)的幀數(shù)據(jù)。
[0018]當(dāng)調(diào)度器的本地時(shí)間的整合周期和發(fā)送時(shí)刻都為零時(shí)，調(diào)度器從第一個(gè)發(fā)送虛鏈路開(kāi)始調(diào)度；
[0019]當(dāng)調(diào)度器的本地時(shí)間與該虛鏈路的時(shí)間參數(shù)匹配時(shí)，調(diào)度器讀取該發(fā)送虛鏈路的發(fā)送緩沖區(qū)；[0020]如果發(fā)送緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)有效；則發(fā)送該緩沖區(qū)的幀數(shù)據(jù)，否則跳到下一個(gè)發(fā)送虛鏈路。
[0021]上述步驟I中控制參數(shù)還包括發(fā)送余度選擇；所述步驟4】中發(fā)送保存在發(fā)送緩沖區(qū)的幀數(shù)據(jù)是采用余度控制的方式:調(diào)度器通過(guò)一個(gè)或兩個(gè)端口同時(shí)將發(fā)送緩沖區(qū)的幀數(shù)據(jù)發(fā)送。
[0022]上述步驟3】中對(duì)發(fā)送緩沖區(qū)的訪(fǎng)問(wèn)采用如下策略:
[0023]3.1】上層發(fā)送時(shí)，首先置發(fā)送緩沖區(qū)的上層標(biāo)志位為占用，然后填寫(xiě)數(shù)據(jù)單元，再設(shè)置上層標(biāo)志為未占用，并置數(shù)據(jù)有效，在此過(guò)程中，下層不允許訪(fǎng)問(wèn)；
[0024]3.2】當(dāng)?shù)竭_(dá)該發(fā)送虛鏈路發(fā)送的發(fā)送時(shí)刻，調(diào)度器讀發(fā)送緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)有效標(biāo)志，當(dāng)數(shù)據(jù)標(biāo)志為有效時(shí)，置下層標(biāo)志為占用，讀出緩沖的數(shù)據(jù)，最后置數(shù)據(jù)有效標(biāo)志為無(wú)效，并置下層標(biāo)志為未占用。
[0025]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，優(yōu)點(diǎn)是:
[0026]本發(fā)明的基于時(shí)間的通信調(diào)度方法，提供了一個(gè)時(shí)間觸發(fā)的調(diào)度機(jī)制，支持時(shí)間觸發(fā)通信，相比于事件觸發(fā)機(jī)制的普通以太網(wǎng)通信具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是發(fā)送調(diào)度過(guò)程；
[0028]圖2是發(fā)送緩沖區(qū)的定 義。
【具體實(shí)施方式】
[0029]一種基于時(shí)間的通信調(diào)度方法，所采用的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。包括4個(gè)部分:通信配置、發(fā)送緩沖區(qū)、調(diào)度器和余度控制。
[0030]發(fā)送通信配置單元用于保存每個(gè)發(fā)送虛鏈路(VL)的配置參數(shù)，發(fā)送緩沖區(qū)用于保存待發(fā)送的數(shù)據(jù)幀，調(diào)度器執(zhí)行128個(gè)VL的通信調(diào)度功能，余度控制用于雙余度網(wǎng)絡(luò)的發(fā)送控制。
[0031]本發(fā)明的調(diào)度方法包括以下步驟:
[0032]I】配置參數(shù)
[0033]給每個(gè)發(fā)送虛鏈路配置參數(shù),所述參數(shù)包括控制參數(shù)和時(shí)間參數(shù),所述控制參數(shù)包括表示發(fā)送虛鏈路是否有效的參數(shù)、發(fā)送虛鏈路的最大幀長(zhǎng)、發(fā)送余度選擇、發(fā)送虛鏈路的ID號(hào)；
[0034]所述時(shí)間參數(shù)包括發(fā)送虛鏈路所在的整合周期、發(fā)送的時(shí)刻；多個(gè)整合周期組成一個(gè)群周期，多個(gè)發(fā)送時(shí)刻組成一個(gè)整合周期。
[0035]2】發(fā)送虛鏈路排序
[0036]將所有發(fā)送虛鏈路按照各自的整合周期及發(fā)送時(shí)刻依次排列，以便于調(diào)度器依次發(fā)送消息。
[0037]發(fā)送通信配置單元用于保存每個(gè)發(fā)送VL的配置參數(shù)，每個(gè)VL包含2個(gè)32位的寄存器:發(fā)送控制寄存器TCR和發(fā)送時(shí)間寄存器TTR。采用DPRAM實(shí)現(xiàn)，容量lkB。TCR用于描述VL發(fā)送的控制參數(shù),包括:
[0038]EN:VL有效。值為I時(shí)表示該發(fā)送VL有效；[0039]Lmax:最大幀長(zhǎng)，取值范圍64~1518，單位字節(jié)；
[0040]TRC:發(fā)送余度選擇，高位控制MAC2，低位控制MAC1，0表示禁止發(fā)送，I表示允許發(fā)送；
[0041]VL_ID:該 VL 的 ID 號(hào)。
[0042]TTR用于描述VL發(fā)送的時(shí)刻，即在Cluster Cycle內(nèi)的Integration Cycle和Clock。參數(shù)包括:
[0043]LINTEG:local_integration_cycle,發(fā)送所在的整合周期；(如何理解發(fā)送)
[0044]LCLK:local_clock,發(fā)送的時(shí)刻，單位8ns,最大可表不134ms。
[0045]3】虛鏈路的發(fā)送緩沖區(qū)緩沖發(fā)送幀，由于采用時(shí)間觸發(fā)的通信機(jī)制，因此不需要大的緩沖區(qū)，每個(gè)VL能夠保存一幀，并通過(guò)標(biāo)志保護(hù)數(shù)據(jù)一致性，設(shè)計(jì)為1600B，共計(jì)200kB。內(nèi)容包括:
[0046]DVLD:數(shù)據(jù)有效標(biāo)志，為I時(shí)有效，O時(shí)無(wú)效；
[0047]UF:上層(協(xié)議棧軟件)標(biāo)志，為0x5555_5555時(shí)表不上層占用，O時(shí)上層未占用；
[0048]LF:下層(發(fā)送調(diào)度器)標(biāo)志，為OxAAAA_AAAA時(shí)表不下層占用，O時(shí)下層未占用；
[0049]FLEN:幀長(zhǎng)度，單位為字節(jié)；
[0050]FDATA:幀數(shù)據(jù)。
[0051]4】 發(fā)送調(diào)度器僅在同步穩(wěn)定狀態(tài)下(SM_STABLE或者SC_STABLE)，也就是說(shuō)，調(diào)度時(shí)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)間要求時(shí)間同步，按照時(shí)間次序逐個(gè)調(diào)度發(fā)送。每當(dāng)本地時(shí)間的local_integration_cycle和local_clock都為O時(shí),從第一個(gè)VL開(kāi)始調(diào)度。當(dāng)本地時(shí)間與該VL的時(shí)間參數(shù)匹配時(shí)，讀該VL的發(fā)送緩沖單元，如果DVLD有效則進(jìn)行發(fā)送操作，否則跳到下一個(gè) VL。
[0052]發(fā)送緩沖區(qū)訪(fǎng)問(wèn)的策略是:上層發(fā)送時(shí)，首先置上層標(biāo)志UF為0x55，然后填寫(xiě)數(shù)據(jù)單元，再清UF標(biāo)志為0，并置數(shù)據(jù)有效DVLD為I。在此過(guò)程中，下層不允許訪(fǎng)問(wèn)。當(dāng)?shù)竭_(dá)該VL發(fā)送的時(shí)間點(diǎn)，調(diào)度器讀DVLD，有效時(shí)置下層標(biāo)志LF為Oxaa，然后讀出緩沖的數(shù)據(jù)，最后清除DVLD和LF為O。
[0053]為了保證發(fā)送的可靠性，余度控制單元根據(jù)配置，將消息通過(guò)端口 A、端口 B或者兩個(gè)端口同時(shí)進(jìn)行發(fā)送。
【權(quán)利要求】
1.一種基于時(shí)間的通信調(diào)度方法，其特征在于:包括以下步驟: 1】配置參數(shù): 給每個(gè)發(fā)送虛鏈路配置參數(shù)，所述參數(shù)包括控制參數(shù)和時(shí)間參數(shù)； 所述控制參數(shù)包括表示發(fā)送虛鏈路是否有效的參數(shù)、發(fā)送虛鏈路的最大幀長(zhǎng)、發(fā)送虛鏈路的ID號(hào)； 所述時(shí)間參數(shù)包括發(fā)送虛鏈路所在的整合周期、發(fā)送時(shí)刻，多個(gè)所述發(fā)送時(shí)刻組成一個(gè)整合周期，多個(gè)所述整合周期組成一個(gè)群周期； 2】發(fā)送虛鏈路排序: 將所有發(fā)送虛鏈路按照各自的整合周期及發(fā)送時(shí)刻依次排列，以便于調(diào)度器依次發(fā)送消息； 3】發(fā)送虛鏈路緩沖發(fā)送幀: 虛鏈路的發(fā)送緩沖區(qū)緩沖發(fā)送幀；所述發(fā)送緩沖區(qū)的內(nèi)容包括數(shù)據(jù)有效標(biāo)志、上層標(biāo)志、下層標(biāo)志、幀長(zhǎng)度、幀數(shù)據(jù)； 4】調(diào)度器調(diào)度: 調(diào)度器在一個(gè)群周期內(nèi)，按照發(fā)送虛鏈路的時(shí)間參數(shù)逐個(gè)訪(fǎng)問(wèn)發(fā)送虛鏈路，根據(jù)各發(fā)送虛鏈路配置的時(shí)間參數(shù)發(fā)送保存在發(fā)送緩沖區(qū)的幀數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于時(shí)間的通信調(diào)度方法，其特征在于:當(dāng)調(diào)度器的本地時(shí)間的整合周期和發(fā)送時(shí)刻都為零時(shí)，調(diào)度器從第一個(gè)發(fā)送虛鏈路開(kāi)始調(diào)度； 當(dāng)調(diào)度器的本地時(shí)間與該虛鏈路的時(shí)間參數(shù)匹配時(shí)，調(diào)度器讀取該發(fā)送虛鏈路的發(fā)送緩沖區(qū)； 如果發(fā)送緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)有效；則發(fā)送該緩沖區(qū)的幀數(shù)據(jù)，否則跳到下一個(gè)發(fā)送虛鏈路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于時(shí)間的通信調(diào)度方法，其特征在于: 所述步驟1中控制參數(shù)還包括發(fā)送余度選擇；所述步驟4】中發(fā)送保存在發(fā)送緩沖區(qū)的幀數(shù)據(jù)是采用余度控制的方式:調(diào)度器通過(guò)一個(gè)或兩個(gè)端口同時(shí)將發(fā)送緩沖區(qū)的幀數(shù)據(jù)發(fā)送。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于時(shí)間的通信調(diào)度方法，其特征在于:所述步驟3】中對(duì)發(fā)送緩沖區(qū)的訪(fǎng)問(wèn)采用如下策略: .3.1】上層發(fā)送時(shí)，首先置發(fā)送緩沖區(qū)的上層標(biāo)志位為占用，然后填寫(xiě)數(shù)據(jù)單元，再設(shè)置上層標(biāo)志為未占用，并置數(shù)據(jù)有效，在此過(guò)程中，下層不允許訪(fǎng)問(wèn)； .3.2】當(dāng)?shù)竭_(dá)該發(fā)送虛鏈路發(fā)送的發(fā)送時(shí)刻，調(diào)度器讀發(fā)送緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)有效標(biāo)志，當(dāng)數(shù)據(jù)標(biāo)志為有效時(shí)，置下層標(biāo)志為占用，讀出緩沖的數(shù)據(jù)，最后置數(shù)據(jù)有效標(biāo)志為無(wú)效，并置下層標(biāo)志為未占用。
【文檔編號(hào)】H04L12/861GK103685065SQ201310737901
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月24日
【發(fā)明者】黃韜, 王紅春, 陳長(zhǎng)勝, 何向棟, 李大鵬, 田園, 劉智武, 張旭, 張立輝, 邱征 申請(qǐng)人:中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司第六三一研究所