[發(fā)明專利]用于TTE網(wǎng)絡(luò)的混合調(diào)度方法、TTE網(wǎng)絡(luò)終端

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811215226.8
• 申請(qǐng)日: 2018-10-18
• 公開（公告）號(hào): CN109587077B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪小東;譚永亮;羅澤雄
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)航空無線電電子研究所
• 主分類號(hào): H04L47/50
• 分類號(hào): H04L47/50;H04L47/52;H04L47/6275
• 代理公司: 上海和躍知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31239
• 代理人: 楊慧

本發(fā)明公開了一種用于TTE網(wǎng)絡(luò)的混合調(diào)度方法，所述TTE網(wǎng)絡(luò)中設(shè)有TT時(shí)間片和RC_BE時(shí)間片，RC_BE時(shí)間片用于調(diào)度RC幀和BE幀；TT時(shí)間片設(shè)有起始時(shí)刻點(diǎn)、浮動(dòng)時(shí)刻點(diǎn)和結(jié)束時(shí)刻點(diǎn)；在起始時(shí)刻點(diǎn)到浮動(dòng)時(shí)刻點(diǎn)之間調(diào)度TT幀，待物理鏈路上正在發(fā)送的RC_BE幀完成發(fā)送后發(fā)送TT幀；在浮動(dòng)時(shí)刻點(diǎn)到結(jié)束時(shí)刻點(diǎn)之間停止調(diào)度TT幀，發(fā)送已調(diào)度成功的TT幀。本發(fā)明解決了RC_BE時(shí)間片切換到TT時(shí)間片的臨界域時(shí)MAC層發(fā)送調(diào)度的沖突，降低TT消息傳輸時(shí)延，保證TT消息調(diào)度的高實(shí)時(shí)性要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于TTE網(wǎng)絡(luò)的混合調(diào)度方法和TTE網(wǎng)絡(luò)終端。

背景技術(shù)

時(shí)間觸發(fā)以太網(wǎng)(Time-Triggered Ethernet，TTE/SAE AS6802)是一種在交換式網(wǎng)絡(luò)互連環(huán)境下的時(shí)間觸發(fā)通信技術(shù)。SAE AS6802標(biāo)準(zhǔn)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)IEEE802.3或AFDX專用以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)不作修改，僅在以太網(wǎng)協(xié)議基礎(chǔ)上通過鏈路層的改造，增強(qiáng)以太網(wǎng)服務(wù)的時(shí)間確定性，提供一種能夠以固定的端到端延遲和微秒級(jí)時(shí)延抖動(dòng)進(jìn)行確定性消息傳遞的服務(wù)。

根據(jù)SAE AS6802協(xié)議，如圖1所示，為滿足不同的應(yīng)用需求和場(chǎng)景，TTE網(wǎng)絡(luò)可以支持三種不同實(shí)時(shí)性等級(jí)和安全等級(jí)的數(shù)據(jù)通信，即時(shí)間觸發(fā)消息(TT，Time-Triggered)、率限制消息(RC，Rate-Control)、“盡力傳”消息(BE，best-effort)。三種數(shù)據(jù)幀優(yōu)先級(jí)關(guān)系是：TT流量RC流量BE流量。

從圖1可以看到，TTE網(wǎng)絡(luò)并不修改消息內(nèi)容，而是在IP或UDP等上層消息上生成觸發(fā)消息，這是由于TTE只是定義了一種協(xié)議控制幀，用于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的時(shí)間同步。換言之，TTE協(xié)議只是定義了消息的發(fā)送時(shí)刻，與消息內(nèi)容無關(guān)。

在航空機(jī)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，AFDX作為一種主流的飛機(jī)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)總線，引入流量控制機(jī)制，通過虛擬鏈路技術(shù)和BAG定時(shí)調(diào)度機(jī)制改善了以太網(wǎng)的確定性和實(shí)時(shí)性，但該時(shí)間精度的確定性和實(shí)時(shí)性無法滿足實(shí)時(shí)性苛刻的應(yīng)用場(chǎng)合。而在引入TTE網(wǎng)絡(luò)后，所有的TT消息僅在預(yù)先定義的時(shí)刻進(jìn)行通信，與RC和BE流量分時(shí)占用物理鏈路，在時(shí)間調(diào)度上不存在競(jìng)爭(zhēng)，具有更好的通信實(shí)時(shí)性，更加適用于消息延遲小、延遲抖動(dòng)小的確定性通信場(chǎng)合。引入TTE網(wǎng)絡(luò)的航空機(jī)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的典型應(yīng)用場(chǎng)景如圖2所示：

由于優(yōu)先級(jí)的不同，必然導(dǎo)致三種不同實(shí)時(shí)性等級(jí)的數(shù)據(jù)幀在時(shí)間片切換過程中存在一定的技術(shù)時(shí)延，如果技術(shù)延時(shí)過大，會(huì)導(dǎo)致TT消息發(fā)送超出對(duì)應(yīng)的時(shí)間片，在接收端就會(huì)錯(cuò)過相應(yīng)接收時(shí)間窗而被過濾掉。本發(fā)明聚焦于減少此技術(shù)時(shí)延，在SAE AS6802協(xié)議的基礎(chǔ)上基于千兆TTE網(wǎng)絡(luò)端系統(tǒng)硬件平臺(tái)，設(shè)計(jì)了一種低延時(shí)的混合調(diào)度方法和終端網(wǎng)絡(luò)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種用于TTE網(wǎng)絡(luò)的混合調(diào)度方法和網(wǎng)絡(luò)終端，解決RC_BE時(shí)間片切換到TT時(shí)間片的臨界域時(shí)MAC層發(fā)送調(diào)度的沖突，降低TT消息傳輸時(shí)延，保證TT消息調(diào)度的高實(shí)時(shí)性要求。

本發(fā)明的發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種用于TTE網(wǎng)絡(luò)的混合調(diào)度方法，所述TTE網(wǎng)絡(luò)中設(shè)有TT時(shí)間片和RC_BE時(shí)間片，RC_BE時(shí)間片用于調(diào)度RC幀和BE幀；TT時(shí)間片設(shè)有起始時(shí)刻點(diǎn)、浮動(dòng)時(shí)刻點(diǎn)和結(jié)束時(shí)刻點(diǎn)，在起始時(shí)刻點(diǎn)到浮動(dòng)時(shí)刻點(diǎn)之間調(diào)度TT幀，待物理鏈路上正在發(fā)送的RC_BE幀完成發(fā)送后發(fā)送TT幀；在浮動(dòng)時(shí)刻點(diǎn)到結(jié)束時(shí)刻點(diǎn)之間停止調(diào)度TT幀，發(fā)送已調(diào)度成功的TT幀。

一種用于實(shí)現(xiàn)上述混合調(diào)度方法的網(wǎng)絡(luò)終端，包含：

TT幀信息緩存隊(duì)列：用于緩存外部緩沖區(qū)中已經(jīng)寫入的TT幀的信息，每條TT鏈路對(duì)應(yīng)一個(gè)TT幀信息緩存隊(duì)列；

RC_BE幀信息緩存隊(duì)列：用于緩存外部緩沖區(qū)中已經(jīng)寫入的RC幀和BE幀的信息，每條RC_BE鏈路對(duì)應(yīng)一個(gè)RC_BE幀信息緩存隊(duì)列；