[發(fā)明專利]一種基于FPGA的周期消息接收緩存方法

有效

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• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN112631809B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王紅春;王國棟;程德玉;王波;營志遠(yuǎn);張家超
• 申請（專利權(quán)）人: 西安云維智聯(lián)科技有限公司
• 主分類號(hào): G06F9/54
• 分類號(hào): G06F9/54
• 代理公司: 西安恒泰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61216
• 代理人: 王芳

本發(fā)明公開了一種基于FPGA的周期消息接收緩存方法，具體包括如下步驟：步驟1，建立緩存、本地COMID配置表；步驟2：消息幀類別判斷及過濾；步驟3：PD幀寫入操作；步驟4：將其他軟件需要的幀放置在其他軟件需要的幀緩存中。步驟5：幀讀取操作；步驟6：PD幀讀取緩存操作。本發(fā)明將不同COMID的幀進(jìn)行分類放到特定緩存，軟件只需根據(jù)緩存地址取需要的數(shù)據(jù)，不需要再對數(shù)據(jù)分類，同時(shí)，接收到數(shù)據(jù)幀之后將周期數(shù)據(jù)進(jìn)行覆蓋處理，減小了軟件需要處理的數(shù)據(jù)量，極大的減小了軟件處理的壓力。另外，幀讀取時(shí)重點(diǎn)考慮PD幀保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，從而提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，具體涉及一種基于FPGA的周期消息接收緩存方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著軌道交通列車信息化水平的不斷提高，傳統(tǒng)列車網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)無法滿足需求，新一代列車通信網(wǎng)絡(luò)TCN標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)運(yùn)而生，其中定義了一種基于標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的編組網(wǎng)ECN，其采用列車實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)協(xié)議(TrainReal-time Data Protocal,TRDP)，TRDP協(xié)議定義了兩類數(shù)據(jù)傳輸：過程數(shù)據(jù)(Process Data,PD)與消息數(shù)據(jù)(Message Data,MD)。其中，過程數(shù)據(jù)PD用于傳遞控制命令，對可靠性、確定性、實(shí)時(shí)性要求高，并且一般周期性收發(fā)；消息數(shù)據(jù)MD一般用于故障和診斷消息，數(shù)據(jù)量較大，一般非周期發(fā)送。

由于過程數(shù)據(jù)PD周期發(fā)送接收的特點(diǎn)，無疑在過程數(shù)據(jù)接收時(shí)對軟件處理性能有所要求，而并不是每一個(gè)列車模塊的軟件處理性能都能達(dá)到要求。基于軟件實(shí)現(xiàn)過程數(shù)據(jù)周期發(fā)送時(shí)間確定性較差，周期不精確，誤差可能達(dá)到毫秒級，這對于目前車速不斷提升的列車系統(tǒng)是不可被接受的。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，滿足不同設(shè)備處理周期控制消息確定性和實(shí)時(shí)性需求，本發(fā)明的目的在于，提出一種基于FPGA的周期消息接收緩存方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明給出如下技術(shù)方案予以解決：

一種基于FPGA的周期消息接收緩存方法，具體包括如下步驟：

步驟1：建立緩存；具體操作如下：

建立PD幀寫入緩存、其他軟件需要的幀緩存、PD幀讀取緩存和N個(gè)PD幀緩存；建立本地COMID配置表，該表中存儲(chǔ)本地需要的N個(gè)COMID的地址，每個(gè)COMID的地址對應(yīng)一個(gè)PD幀緩存；

步驟2：消息幀類別判斷及過濾；具體操作如下：

步驟21，將接收到的幀進(jìn)行過濾，具體是過濾掉上層軟件不需要的幀、CRC錯(cuò)誤幀；

步驟22，將過濾后的幀分為兩類：PD幀與其他軟件需要的幀；

步驟3：PD幀寫入操作；具體操作如下：

步驟31，根據(jù)PD幀的COMID對應(yīng)本地COMID配置表中的位置，根據(jù)該位置得到對應(yīng)的PD幀緩存的地址；

步驟32，如果步驟31得到的地址對應(yīng)的PD幀緩存當(dāng)前沒有進(jìn)行讀操作，將此PD幀直接寫入PD幀緩存，否則，將該P(yáng)D幀寫入預(yù)先設(shè)置的PD幀寫入緩存，等待讀操作完成后再將PD幀從PD幀寫入緩存讀出并寫入對應(yīng)的PD幀緩存。

步驟4：將其他軟件需要的幀放置在其他軟件需要的幀緩存中。

步驟5：幀讀取操作；具體操作如下：

步驟51，接收主機(jī)軟件下發(fā)的讀數(shù)據(jù)命令，并將該讀數(shù)據(jù)命令同時(shí)傳送給PD幀讀取緩存和其他有用幀緩存；

步驟52，PD幀讀取緩存根據(jù)讀數(shù)據(jù)命令，解析得到讀使能與COMID，根據(jù)該COMID判斷其是否在本地COMID配置表中，如果有則記錄該COMID在本地COMID配置表中的位置，并執(zhí)行步驟6；否則直接執(zhí)行步驟53；