[發(fā)明專利]基于DPDK框架的DDS數(shù)據(jù)傳輸診斷方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110052050.4
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112383452B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖新;張旸;陳誠
• 申請（專利權(quán)）人: 奧特酷智能科技（南京）有限公司
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26;H04L29/06;H04L29/08
• 代理公司: 南京行高知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32404
• 代理人: 李曉

本發(fā)明提供基于DPDK框架的DDS數(shù)據(jù)傳輸診斷方法及系統(tǒng)，包括構(gòu)建基于DPDK框架的DDS診斷工具，接入DDS數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)；在DDS診斷工具中，構(gòu)建DDS數(shù)據(jù)的接收、發(fā)送、診斷三個(gè)線程，并預(yù)先分配報(bào)文共享隊(duì)列；DDS診斷工具從網(wǎng)絡(luò)接入端口循環(huán)讀取DDS數(shù)據(jù)報(bào)文，并復(fù)制DDS特征報(bào)文放入預(yù)先分配的報(bào)文共享隊(duì)列，用于診斷處理。本發(fā)明采用DPDK的用戶態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)框架，保證在不影響車載以太網(wǎng)絡(luò)DDS正常通信的前提下，實(shí)現(xiàn)DDS數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑\斷和監(jiān)控。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于自動駕駛技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于DPDK框架的DDS數(shù)據(jù)傳輸診斷方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著汽車電子電氣架構(gòu)的不斷發(fā)展，未來車輛對車載計(jì)算機(jī)的性能，靈活性，互聯(lián)性提出更高的要求。尤其是車載網(wǎng)絡(luò)通信部分，業(yè)界更傾向于采用“以數(shù)據(jù)為中心”的DDS協(xié)議/中間件來承載實(shí)現(xiàn)，主要原因還是對車載網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信有大帶寬、高實(shí)時(shí)性以及穩(wěn)定性的訴求。

數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)（Data Distribution Service，DDS）是一種分布式實(shí)時(shí)通信中間件，采用發(fā)布-訂閱體系架構(gòu)，以數(shù)據(jù)為中心，支持服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議，并提供QoS服務(wù)質(zhì)量策略，保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性、可靠性。

數(shù)據(jù)平面開發(fā)套件（Data Plane Development Kit，DPDK）是一種用戶態(tài)的高性能數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)框架，使用了輪詢（polling）而不是中斷來處理數(shù)據(jù)包。在收到數(shù)據(jù)包時(shí)，經(jīng)DPDK重載的網(wǎng)卡驅(qū)動不會通過中斷通知CPU，而是直接將數(shù)據(jù)包存入內(nèi)存，交付應(yīng)用層軟件通過DPDK提供的接口來直接處理，這樣節(jié)省了大量的CPU中斷時(shí)間和內(nèi)存拷貝時(shí)間。

目前各DDS廠商都會在DDS標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的框架下進(jìn)行業(yè)務(wù)場景定制，但基于汽車功能安全的考慮，DDS作為車載網(wǎng)絡(luò)的通信中間件，也需要滿足一定的安全級別。所以，一種診斷DDS的功能安全的設(shè)計(jì)方法很有必要。雖然有些DDS廠商基于DDS協(xié)議擴(kuò)展了安全檢查機(jī)制，但是這種設(shè)計(jì)方法會增加DDS本身的復(fù)雜度，使用場景也是定制的，缺少一定的靈活性。

目前基于DPDK框架實(shí)現(xiàn)汽車以太網(wǎng)DDS診斷的開發(fā)方法還是空白，所以一個(gè)基于DPDK轉(zhuǎn)發(fā)框架實(shí)現(xiàn)汽車以太網(wǎng)DDS診斷的設(shè)計(jì)方法就顯得十分必要。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對以上問題，本發(fā)明提出一種基于DPDK框架的DDS數(shù)據(jù)傳輸診斷方法及系統(tǒng)，在基于ARM 處理器的硬件單板上，疊加DPDK的用戶態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)框架技術(shù)，從車載網(wǎng)絡(luò)的底層鏈路上分析和診斷DDS數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)功能安全的無損檢測和監(jiān)控。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種基于DPDK框架的DDS數(shù)據(jù)傳輸診斷方法，包括步驟：

（1）構(gòu)建基于DPDK框架的DDS診斷工具，接入DDS數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)；

（2）在DDS診斷工具中，構(gòu)建DDS數(shù)據(jù)的接收、發(fā)送以及DDS復(fù)制與診斷三個(gè)線程，并預(yù)先分配報(bào)文共享隊(duì)列；

（3）DDS診斷工具從網(wǎng)絡(luò)接入端口循環(huán)讀取DDS數(shù)據(jù)報(bào)文，并復(fù)制DDS特征報(bào)文放入預(yù)先分配的報(bào)文共享隊(duì)列，用于診斷處理；原DDS數(shù)據(jù)報(bào)文從輸出端口轉(zhuǎn)發(fā)出去；

（4）DDS復(fù)制與診斷線程從報(bào)文共享隊(duì)列中讀取復(fù)制的DDS特征報(bào)文，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；

（5）將統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果傳輸?shù)竭h(yuǎn)程用戶PC機(jī)的UI界面，進(jìn)行實(shí)時(shí)查看。

進(jìn)一步地，所述DDS診斷工具，以ARM嵌入式硬件和Linux操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)。

進(jìn)一步地，所述DDS數(shù)據(jù)的接收、發(fā)送以及DDS復(fù)制與診斷三個(gè)線程，綁定在不同的處理器上面。