[發(fā)明專利]一種基于FC的瞬態(tài)大數(shù)據(jù)高效傳輸方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810522666.1
• 申請日: 2018-05-28
• 公開（公告）號: CN108768810B
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陶飛;鄒孝付;左穎;金小輝;袁海生;閆明
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué);北京航天拓?fù)涓呖萍加邢挢?zé)任公司
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40;H04B10/25;H04L29/06
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 楊學(xué)明;顧煒

本發(fā)明公開了一種基于FC的瞬態(tài)大數(shù)據(jù)高效傳輸方法，包括：設(shè)計FC數(shù)據(jù)傳輸前端模塊，該前端模塊包括1個FC協(xié)議轉(zhuǎn)換單元、1個FC優(yōu)先級控制單元、1個FC發(fā)送單元，其中FC協(xié)議轉(zhuǎn)換單元完成常用協(xié)議與FC協(xié)議的轉(zhuǎn)換，F(xiàn)C優(yōu)先級控制單元負(fù)責(zé)設(shè)定并添加傳輸速率、時延、誤碼率優(yōu)先級字段到FC數(shù)據(jù)幀并添加新的校驗(yàn)碼字段，F(xiàn)C發(fā)送單元完成數(shù)據(jù)幀的發(fā)送；設(shè)計FC數(shù)據(jù)傳輸后端模塊，該后端模塊包括1個FC接收單元、1個FC決策單元、1個FC交換單元，其中FC接收單元完成數(shù)據(jù)幀的接收，F(xiàn)C決策單元根據(jù)各數(shù)據(jù)幀的優(yōu)先級進(jìn)行決策處理，F(xiàn)C交換單元根據(jù)決策結(jié)果完成各數(shù)據(jù)幀的發(fā)送。本發(fā)明能夠緩解FC總線上海量數(shù)據(jù)并發(fā)傳輸造成的效率低下難題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子工程和計算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種基于FC的瞬態(tài)大數(shù)據(jù)高效傳輸方法。

背景技術(shù)

智能單元、智能車間、智能工廠是實(shí)現(xiàn)智能制造的首要前提，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的有效采集、傳輸又是實(shí)現(xiàn)智能單元、智能車間、智能工廠的前提。制造現(xiàn)場存在著大量執(zhí)行設(shè)備、傳感設(shè)備、采集設(shè)備以及傳輸設(shè)備，如何在這些設(shè)備之間“架起一條高速公路”，實(shí)現(xiàn)制造現(xiàn)場設(shè)備之間以及制造現(xiàn)場與外界的高速通信是一個亟需進(jìn)一步解決的問題。目前國內(nèi)外的制造現(xiàn)場存在著各種各樣的“公路”，從以雙絞線傳輸?shù)拇袛?shù)據(jù)到以工業(yè)以太網(wǎng)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，在傳輸媒介、傳輸協(xié)議變遷的同時也伴隨著傳輸速率的提高。但是隨著智能制造的深入推進(jìn)，制造現(xiàn)場需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)呈現(xiàn)幾何式增長，特別是制造現(xiàn)場的核心裝備--數(shù)控裝備，不僅數(shù)據(jù)量大，而且要求在極短的時間內(nèi)完成大數(shù)據(jù)傳輸，針對瞬間爆發(fā)出的海量數(shù)據(jù)傳輸需求(速率一般在Gbps)，傳統(tǒng)的傳輸方式(從Kbps--Mbps)在傳輸速率、丟包率以及可靠性上顯得捉襟見肘。目前，瞬態(tài)大數(shù)據(jù)(特別是當(dāng)制造現(xiàn)場各個設(shè)備的數(shù)據(jù)需要并發(fā)傳輸時)與數(shù)據(jù)傳輸?shù)目臁⒎€(wěn)、準(zhǔn)之間是一個亟待解決的矛盾，受制于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸總線能力的限制，導(dǎo)致制造現(xiàn)場裝備瞬態(tài)實(shí)況大數(shù)據(jù)傳輸呈現(xiàn)速率低和丟包率高的瓶頸。

FC(Fiber Channel，光纖通道)協(xié)議作為一種被歐美應(yīng)用在F-22、F-35飛機(jī)上的機(jī)載總線協(xié)議，其傳輸速率、時延和誤碼率相比于傳統(tǒng)的傳輸協(xié)議都具有很大優(yōu)勢，但是FC協(xié)議在智能制造中的應(yīng)用還未見相關(guān)報道。

因此，實(shí)現(xiàn)對制造現(xiàn)場瞬態(tài)、并發(fā)大數(shù)據(jù)的高效傳輸亟需新方法，本發(fā)明公開了一種基于FC的瞬態(tài)大數(shù)據(jù)高效傳輸方法，能夠一定程度上緩解FC總線上海量數(shù)據(jù)并發(fā)傳輸造成的效率低下難題，滿足瞬態(tài)大數(shù)據(jù)快、穩(wěn)、準(zhǔn)的傳輸要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為：提供一種基于FC的瞬態(tài)大數(shù)據(jù)高效傳輸方法，該方法能夠一定程度上緩解FC總線上海量數(shù)據(jù)并發(fā)傳輸造成的效率低下難題，滿足瞬態(tài)大數(shù)據(jù)快、穩(wěn)、準(zhǔn)的傳輸要求。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種基于FC的瞬態(tài)大數(shù)據(jù)高效傳輸方法，包括：

(1)設(shè)計FC數(shù)據(jù)傳輸前端模塊，包括1個FC協(xié)議轉(zhuǎn)換單元、1個FC優(yōu)先級控制單元、1個FC發(fā)送單元，具體實(shí)現(xiàn)如下：

①FC協(xié)議轉(zhuǎn)換單元完成常用協(xié)議與FC協(xié)議的轉(zhuǎn)換，包括Modbus協(xié)議、Ethernet協(xié)議、EtherCAT協(xié)議、CAN協(xié)議以及OPC協(xié)議；建立1個前端一級緩存用于存儲轉(zhuǎn)換后的FC協(xié)議數(shù)據(jù)；

②FC優(yōu)先級控制單元負(fù)責(zé)設(shè)定并添加傳輸速率、傳輸時延、傳輸誤碼率三個優(yōu)先級字段到各個FC數(shù)據(jù)幀中，然后計算并添加1個新的校驗(yàn)碼字段到各個FC數(shù)據(jù)幀中；建立1個前端二級緩存用于存儲新數(shù)據(jù)幀；傳輸速率、傳輸時延、傳輸誤碼率優(yōu)先級字段的長度均為1字節(jié)，取值范圍為：大于等于0且小于等于1；新的校驗(yàn)碼字段長度為4字節(jié)；

③FC發(fā)送單元將前端二級緩存中的數(shù)據(jù)進(jìn)行8b/10b編碼和并/串轉(zhuǎn)換后發(fā)送出去；

(2)設(shè)計FC數(shù)據(jù)傳輸后端模塊，包括1個FC接收單元、1個FC決策單元、1個FC交換單元，具體實(shí)現(xiàn)如下：