[發(fā)明專利]兼容標(biāo)準(zhǔn)AFDX網(wǎng)絡(luò)的精簡網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010877851.X
• 申請(qǐng)日: 2020-08-27
• 公開（公告）號(hào): CN112073230B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅澤雄;丁勇飛;趙平均;孟軍;張巍;湯雪乾;孔韻雯;袁鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國航空無線電電子研究所
• 主分類號(hào): H04L41/08
• 分類號(hào): H04L41/08;H04L41/0894
• 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

1.一種兼容標(biāo)準(zhǔn)AFDX網(wǎng)絡(luò)的精簡網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包含交換機(jī)和端設(shè)備，其特征在于：

交換機(jī)各交換端口接收到數(shù)據(jù)幀先通過鏈路層幀完整性和符合性規(guī)則進(jìn)行校驗(yàn)，然后對(duì)數(shù)據(jù)幀執(zhí)行警管處理機(jī)制，通過警管的數(shù)據(jù)幀保存在接收到該數(shù)據(jù)幀的交換端口的緩存中；緩存在交換端口上的數(shù)據(jù)幀按照周期性的輪詢順序進(jìn)行調(diào)度轉(zhuǎn)發(fā)，每次周期輪詢將從規(guī)定的交換端口開始，按照規(guī)定的順序依次遍歷完所有的交換端口，每次周期輪詢只從某一交換端口最多調(diào)度一幀向交換機(jī)其他交換端口全部分發(fā)一份，其它交換端口轉(zhuǎn)發(fā)輸出，歸屬于不同交換端口的同一幀不作關(guān)聯(lián)約束，無需等各交換端口全部調(diào)度輸出，該數(shù)據(jù)幀才從緩存中刪除；

其中，警管處理機(jī)制為：每個(gè)交換端口開啟一個(gè)計(jì)時(shí)器，按照調(diào)度周期周期性的計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)抖動(dòng)偏差參數(shù)，控制每個(gè)調(diào)度周期在允許的抖動(dòng)偏差浮動(dòng)范圍內(nèi)，只允許一個(gè)數(shù)據(jù)幀進(jìn)入到交換機(jī)的交換端口緩存，交換機(jī)的交換端口緩存按照單幀接收緩存機(jī)制方式管理對(duì)于連續(xù)兩幀小于周期以及抖動(dòng)設(shè)定的最小門限，將丟掉后一幀數(shù)據(jù)；

交換機(jī)在與端設(shè)備連接的交換端口上，設(shè)計(jì)單幀緩存用于接收數(shù)據(jù)幀；

在與上一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)AFDX交換機(jī)連接的交換端口上，若標(biāo)準(zhǔn)AFDX交換機(jī)連續(xù)將多幀背靠背轉(zhuǎn)發(fā)輸入到交換機(jī)交換端口上，且交換機(jī)的提供帶寬不超過端設(shè)備的帶寬能力，則按轉(zhuǎn)發(fā)到該交換端口源設(shè)備個(gè)數(shù)以及評(píng)估最壞情況數(shù)據(jù)幀并發(fā)輸入下的幀數(shù)來設(shè)計(jì)用于接收數(shù)據(jù)幀的幀緩存深度，其中，最壞情況為若連接標(biāo)準(zhǔn)AFDX交換機(jī)的交換端口采用單幀緩沖區(qū)更新方式將導(dǎo)致連續(xù)數(shù)據(jù)前后覆蓋的情況。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兼容標(biāo)準(zhǔn)AFDX網(wǎng)絡(luò)的精簡網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于：

交換機(jī)在與下一級(jí)交換機(jī)連接的交換端口上，在數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)過程中，對(duì)數(shù)據(jù)幀中的虛通道ID參數(shù)進(jìn)行判斷，若屬于下一級(jí)交換機(jī)的則進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，否則過濾該數(shù)據(jù)幀。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兼容標(biāo)準(zhǔn)AFDX網(wǎng)絡(luò)的精簡網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于：端設(shè)備數(shù)據(jù)發(fā)送過程如下：

步驟A1、對(duì)應(yīng)用數(shù)據(jù)發(fā)送長度進(jìn)行預(yù)先約束，將超出最大幀長的應(yīng)用數(shù)據(jù)在應(yīng)用層進(jìn)行分片或者將超長的用戶應(yīng)用數(shù)據(jù)進(jìn)行丟棄并記錄反饋給應(yīng)用；

步驟A2、查詢傳輸層COM端口對(duì)應(yīng)的UDP/IP信息以及虛通道信息，將用戶應(yīng)用數(shù)據(jù)開始組包成標(biāo)準(zhǔn)的MAC報(bào)文，進(jìn)入對(duì)應(yīng)COM端口獨(dú)立唯一映射的虛通道緩存；

步驟A3、MAC層將虛通道上的MAC報(bào)文緩存到調(diào)度緩沖區(qū)；

步驟A4、按照調(diào)度周期進(jìn)行計(jì)時(shí)調(diào)度，將來自不同虛通道的數(shù)據(jù)幀按串行調(diào)度的方式實(shí)現(xiàn)每個(gè)調(diào)度周期只從調(diào)度緩沖區(qū)調(diào)取一幀數(shù)據(jù)發(fā)送。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種兼容標(biāo)準(zhǔn)AFDX網(wǎng)絡(luò)的精簡網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于：步驟A4中，串行調(diào)度按照兩種不同的模式運(yùn)行處理：一種嚴(yán)格按照系統(tǒng)規(guī)定的調(diào)度周期值調(diào)度，調(diào)度定時(shí)器計(jì)時(shí)調(diào)度周期值到達(dá)時(shí)使能數(shù)據(jù)幀的調(diào)度發(fā)送，即刻清除調(diào)度使能信號(hào)，并將調(diào)度定時(shí)器的計(jì)時(shí)值清零，等待下一個(gè)調(diào)度周期值到達(dá)使能調(diào)度，重新啟動(dòng)計(jì)時(shí)；一種非嚴(yán)格按照系統(tǒng)規(guī)定的調(diào)度周期值調(diào)度，調(diào)度定時(shí)器計(jì)時(shí)調(diào)度周期值到達(dá)時(shí)使能數(shù)據(jù)幀的調(diào)度發(fā)送，該調(diào)度使能信號(hào)將保持到使能一幀數(shù)據(jù)發(fā)送完成成功后將調(diào)度定時(shí)器的計(jì)時(shí)值清零，等待下一個(gè)調(diào)度周期值到達(dá)使能調(diào)度。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種兼容標(biāo)準(zhǔn)AFDX網(wǎng)絡(luò)的精簡網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于MAC層采用兩種處理機(jī)制將虛通道上的MAC報(bào)文緩存到調(diào)度緩沖區(qū)，根據(jù)需求選擇其中之一處理：

方式一：根據(jù)預(yù)先配置的整形周期定時(shí)調(diào)度參數(shù)對(duì)虛通道上的MAC報(bào)文進(jìn)行整形，使各虛通道上的MAC報(bào)文按照固定整形周期發(fā)送到下一級(jí)調(diào)度緩沖區(qū)等待最終調(diào)度輸出；不同的虛通道完成整形調(diào)度后輸出的MAC報(bào)文按時(shí)間先后順序排列進(jìn)入到調(diào)度緩沖區(qū)，當(dāng)存在不同虛通道同時(shí)完成整形調(diào)度時(shí)，根據(jù)虛通道索引號(hào)先后排列順序進(jìn)入調(diào)度緩沖區(qū)；

方式二：虛通道不啟用周期性的整形功能，根據(jù)不同虛通道中的IP報(bào)文在MAC層打包后的時(shí)間先后順序排列進(jìn)入調(diào)度緩沖區(qū)；如果不同虛通道同時(shí)打包完成，則根據(jù)虛通道索引的先后順序排列進(jìn)入調(diào)度緩沖區(qū)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兼容標(biāo)準(zhǔn)AFDX網(wǎng)絡(luò)的精簡網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于端設(shè)備的接收過程為：首先通過以太網(wǎng)物理層協(xié)議處理機(jī)制將鏈路發(fā)送過來的數(shù)字信息組成數(shù)據(jù)幀，將數(shù)據(jù)幀按照鏈路層幀完整性和符合性規(guī)則進(jìn)行校驗(yàn)，如果數(shù)據(jù)幀校驗(yàn)成功，則提取數(shù)據(jù)幀的虛通道ID參數(shù)與端設(shè)備允許接收的虛通道ID進(jìn)行匹配比對(duì)，并通過系統(tǒng)定義的UDP/IP協(xié)議模型進(jìn)行解包，解包后的數(shù)據(jù)通過對(duì)應(yīng)傳輸層COM端口傳遞給應(yīng)用。