[發明專利]一種基于虛擬鏈路的時間觸發通信混合數據發送調度方法

有效

• 申請號: 201710676065.1
• 申請日: 2017-08-09
• 公開（公告）號: CN107257311B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 唐金鋒;劉露;徐丹妮;郝淼
• 申請（專利權）人: 西安微電子技術研究所
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40;H04L12/64;H04L12/24;H04L12/26
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種基于虛擬鏈路的時間觸發通信混合數據發送調度方法，本發明的時槽計算和時隙計時器模塊，使用并行的計時和計算結構，實現多路TT通信虛鏈路的發送時槽信號的計算產生和時隙計時器的工作，使得僅用兩組信號即可實時監測物理鏈路上的數據負載狀態；本發明中發送調度控制模塊在不影響TT數據幀發送的同時，通過ET幀的索引比較，更有效的將ET數據幀填充到物理鏈路上，提高帶寬利用率；本發明具有時間觸發通信虛鏈路配置表和事件觸發通信虛鏈路配置表，能夠使得在TT數據幀和ET數據幀的發送過程中索引方式簡單、數據緩存訪問效率高。

技術領域

本發明屬于多種通信協議發送端口對于時間觸發混合通信的調度領域，具體涉及一種基于虛擬鏈路的時間觸發通信混合數據發送調度方法。

背景技術

隨著通信技術的迅速進步，以太網技術在工業控制領域、航空航天領域的應用有了實質性的進展。多數的應用方式都是在IEEE802.3標準以太網的基礎上進行適應性改造，使以太網技術能夠適應工業控制、航空航天等安全關鍵性環境的應用需求。時間觸發以太網(Time Triggered Ethernet，TTE)就是在IEEE802.3標準以太網通信協議的基礎上增加了分布式網絡時鐘同步、時間觸發通信、事件觸發通信和可靠性保證等技術形成的。

時間觸發以太網通信與CAN、1553B、FlexRay總線等傳統的總線式通信架構不同，它是基于分布式交換式互聯通信架構。通信網絡中存在多條獨立的物理傳輸鏈路，且TTE工作在千兆全雙工以太網模式下，每條物理鏈路都是雙向獨立通信，這些特性都大大增加了TTE通信調度和帶寬使用的復雜度。

對于TTE通信網絡中的一個端節點來說，在進行數據發送時，保證其時間觸發通信流量從源節點傳輸至目的節點的過程中不與其他節點的時間觸發流量發生沖突的情況下，理論上時間觸發數據流量帶寬和事件觸發數據流量帶寬之和可接近千兆位每秒。現有的時間觸發通信混合數據調度一般采用三種方式：(1)時槽鎖定，在時間觸發消息發送時間窗口到來前一段時間就鎖定物理鏈路，不發送事件觸發數據，從而實現時間觸發(TT)數據的按時發送。(2)事件觸發(ET)數據截斷，當TT數據發送時間窗口到來并且正在有低優先級ET數據占用鏈路時，終止ET數據發送，并切換到TT數據的發送。(3)TT消息延后，即當TT數據發送時間窗口到來并且正在有低優先級ET數據占用鏈路時，發送完與TT沖突的ET數據后再發送TT數據。其中，方法(1)對帶寬的利用率不高；方法(2)會因為網絡中出現殘缺的ET消息，需要增加其他機制來保證通信的可靠性從而增加設計復雜度、降低網絡通信可靠性；方法(3)會降低TT通信的實時性。

對于時間觸發通信混合數據的發送，需要一種可靠靈活的發送調度機制，在保證TT通信實時性的同時，提高物理鏈路的帶寬利用率。

發明內容

本發明的目的在于克服上述不足，提供一種基于虛擬鏈路的時間觸發通信混合數據發送調度方法，能夠達到時間觸發以太網通信高帶寬、強實時性應用需求。

為了達到上述目的，本發明包括時間觸發通信虛鏈路配置表、事件觸發通信虛鏈路配置表、時槽計算和時隙計時器模塊、發送緩存和發送至發送調度控制模塊，時間觸發通信虛鏈路配置表中每條TT虛鏈路的使能信號和通信時槽的時間信息發送至時槽計算和時隙計時器模塊，時間觸發通信虛鏈路配置表將TT虛鏈路配置表與發送調度模塊的內部互聯信號發送至發送調度控制模塊，事件觸發通信虛鏈路配置表將事件觸發通信虛鏈路數據信息傳送至發送調度控制模塊，時槽計算和時隙計時器模塊將控制信號連接至發送調度控制模塊；

所述時間觸發通信虛鏈路配置表包含端節點所有的時間觸發通信虛鏈路的配置信息，每條TT虛鏈路的配置信息包括虛鏈路ID、發送周期、集群周期中的發送時刻點、最大幀長度、虛鏈路對應數據緩存指針、待發送的數據緩存指針有效標識和待發送的數據幀大小；