[發(fā)明專利]一種基于SOC的通信網(wǎng)關(guān)控制器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110696116.3
• 申請(qǐng)日: 2021-06-23
• 公開（公告）號(hào): CN113438143B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅澤雄;嚴(yán)龍;曲國遠(yuǎn);王健;王力;湯雪乾
• 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): H04L12/40
• 分類號(hào): H04L12/40;H04L12/66;H04J3/06;H04W28/14;H04W4/42;H04W56/00;H04W88/16
• 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

1.一種基于SOC的通信網(wǎng)關(guān)控制器，用于實(shí)現(xiàn)“有線式的時(shí)間觸發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)”與機(jī)載無線通信網(wǎng)絡(luò)之間的通信，其特征在于在SOC芯片的FPGA電路上設(shè)計(jì)了有線設(shè)備時(shí)間觸發(fā)調(diào)度模塊、有線設(shè)備協(xié)議處理模塊、無線通信調(diào)度模塊；

當(dāng)通信網(wǎng)關(guān)控制器從“有線式的時(shí)間觸發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)”上接收到數(shù)據(jù)幀并需要發(fā)送給無線通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)按以下步驟執(zhí)行：

步驟1-1、當(dāng)有線設(shè)備協(xié)議處理模塊處于接收狀態(tài)時(shí)，將接收到待發(fā)送給無線通信網(wǎng)絡(luò)的“有線式的時(shí)間觸發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)”數(shù)據(jù)幀進(jìn)行IP解包處理，將幀內(nèi)容存入到有線通信幀緩沖區(qū)中，并將路由IP信息存入到有線幀信息隊(duì)列中；

步驟1-2、無線通信調(diào)度模塊將有線通信幀緩沖區(qū)中的幀內(nèi)容組成無線通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)幀后，在對(duì)應(yīng)的通信靜態(tài)段時(shí)隙或通信動(dòng)態(tài)段時(shí)隙將數(shù)據(jù)幀通過無線通信節(jié)點(diǎn)物理層電路發(fā)送給IP映射的ID的無線通信設(shè)備；

其中，若IP-ID映射表存儲(chǔ)在SOC芯片的處理器電路上，則由處理器電路的驅(qū)動(dòng)軟件通過調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)的通信API接口從有線幀信息隊(duì)列讀取IP信息，通過查詢IP-ID映射表獲得“有線式的時(shí)間觸發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)”路由IP信息對(duì)應(yīng)的無線通信網(wǎng)絡(luò)中無線通信設(shè)備的ID號(hào)，并提取幀內(nèi)容，調(diào)用無線通信發(fā)送接口將ID號(hào)和幀內(nèi)容輸入到無線通信調(diào)度模塊；若IP-ID映射表存儲(chǔ)在FPGA芯片上，則由無線通信調(diào)度模塊從有線幀信息隊(duì)列讀取IP信息，通過查詢IP-ID映射表獲得“有線式的時(shí)間觸發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)”路由IP信息對(duì)應(yīng)的無線通信網(wǎng)絡(luò)中的無線通信設(shè)備的ID號(hào)；

當(dāng)通信網(wǎng)關(guān)控制器從無線通信網(wǎng)絡(luò)上接收到待發(fā)送給“有線式的時(shí)間觸發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)”的數(shù)據(jù)幀時(shí)按以下步驟執(zhí)行：

步驟2-1、無線通信調(diào)度模塊在非本身的通信靜態(tài)段時(shí)隙或通信動(dòng)態(tài)段時(shí)隙接收無線通信數(shù)據(jù)幀后，將數(shù)據(jù)幀中的幀內(nèi)容存儲(chǔ)在無線幀數(shù)據(jù)緩存中，將路由信息中的無線通信設(shè)備ID號(hào)存儲(chǔ)在無線通信信息隊(duì)列中；

步驟2-2、當(dāng)有線設(shè)備協(xié)議處理模塊處于發(fā)送狀態(tài)時(shí)，從無線幀數(shù)據(jù)緩存中取出幀內(nèi)容進(jìn)行IP打包處理，組成“有線式的時(shí)間觸發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)”數(shù)據(jù)幀后按ID號(hào)映射的IP地址、消息類型輸入到對(duì)應(yīng)時(shí)間觸發(fā)TT調(diào)度緩沖區(qū)或事件觸發(fā)ET調(diào)度緩沖區(qū)中；

步驟2-3、有線設(shè)備時(shí)間觸發(fā)調(diào)度模塊在同步時(shí)鐘激勵(lì)下根據(jù)對(duì)應(yīng)消息類型分配的同步時(shí)間片時(shí)間觸發(fā)TT調(diào)度緩沖區(qū)或事件觸發(fā)ET調(diào)度緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)幀通過千兆PHY電路進(jìn)行發(fā)送；

其中，若IP-ID映射表存儲(chǔ)在SOC芯片的處理器電路上，則由處理器電路的驅(qū)動(dòng)軟件通過調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)的通信API接口從無線通信信息隊(duì)列中讀取無線通信設(shè)備ID號(hào)，通過查詢IP-ID映射表獲得無線通信設(shè)備ID號(hào)對(duì)應(yīng)的“有線式的時(shí)間觸發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)”目的IP信息，再調(diào)用有線通信發(fā)送接口將IP信息輸入到有線設(shè)備協(xié)議處理模塊；若IP-ID映射表存儲(chǔ)在FPGA芯片上，則由有線設(shè)備協(xié)議處理模塊從無線通信信息隊(duì)列中讀取無線通信設(shè)備ID號(hào)，通過查詢IP-ID映射表獲得無線通信設(shè)備ID號(hào)對(duì)應(yīng)的“有線式的時(shí)間觸發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)”路由IP信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于SOC的通信網(wǎng)關(guān)控制器，其特征在于：FPGA電路上還設(shè)計(jì)了有線設(shè)備接收校驗(yàn)?zāi)K，用于將千兆PHY電路接收的“有線式的時(shí)間觸發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)”數(shù)據(jù)幀按數(shù)據(jù)類別進(jìn)行對(duì)應(yīng)的完整性校驗(yàn)，檢驗(yàn)通過的數(shù)據(jù)幀上傳到有線設(shè)備協(xié)議處理模塊接收處理，否則數(shù)據(jù)幀被丟棄。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于SOC的通信網(wǎng)關(guān)控制器，其特征在于：在FPGA電路上設(shè)計(jì)了協(xié)議路由查表映射模塊，對(duì)IP-ID映射關(guān)系進(jìn)行學(xué)習(xí)建立，具體為：

協(xié)議路由查表映射模塊中的透傳包解析模塊獲取本通信網(wǎng)關(guān)控制器所連接的“有線式的時(shí)間觸發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)”的終端的IP路由地址以及所連接無線通信系統(tǒng)中無線通信設(shè)備的ID號(hào)，并將有線式的時(shí)間觸發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)”的IP地址映射到無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的無線通信設(shè)備ID號(hào)，將映射關(guān)系寫入到協(xié)議路由查表映射模塊中的路由管理存儲(chǔ)模塊中。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于SOC的通信網(wǎng)關(guān)控制器，其特征在于：在FPGA電路上設(shè)計(jì)了有線設(shè)備同步模塊和無線協(xié)同同步模塊，有線設(shè)備同步模塊在與“有線式的時(shí)間觸發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)”采用主從同步方式或者分布式同步方式構(gòu)建同步，有線設(shè)備同步模塊在與“有線式的時(shí)間觸發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)”建立同步之后將通信網(wǎng)關(guān)控制器當(dāng)前的時(shí)鐘值給到無線協(xié)同同步模塊，無線協(xié)同同步模塊將通信網(wǎng)關(guān)控制器當(dāng)前的時(shí)鐘值作為無線通信系統(tǒng)同步時(shí)鐘源。