[發明專利]一種時間觸發以太網交換機TT業務交換裝置

在審

• 申請號: 202210783860.1
• 申請日: 2022-07-05
• 公開（公告）號: CN115378887A
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 潘偉濤;高璐;邱智亮;黃進建
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L49/351
• 分類號: H04L49/351;H04L49/111;H04L49/9015
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 王丹

本發明涉及一種時間觸發以太網交換機TT業務交換裝置，通過設計搶占式接收支持高優先級的TT幀搶占低優先級的TT幀，設計虛擬多播端口將多播問題轉換成單播問題，采用注冊與查表方式設計依據調度表完成TT幀調度的調度器，使得某一條業務流的增加或刪除不影響其他業務流，優化設計輸入側和輸出側緩存區改進單幀存儲式TT平面，為時延要求不同的TT流提供區別服務，指定TT流的發送推遲不會影響其他TT流，從而減少調度規劃時需要額外添加的約束條件，降低調度規劃與交換硬件轉發關聯性，支持多種TT業務轉發行為，保障TT業務的可靠性傳輸。

技術領域

本發明屬于通信技術領域，涉及一種時間觸發以太網交換機TT業務交換裝置。

背景技術

隨著信息技術的發展，工業、航空等領域的電子設備和系統越來越重視任務的實時性、安全性、確定性，傳統的以太網已經不能滿足該需求，因此，時間觸發以太網(TimeTriggered Eth-ernet，TTE) 應運而生。通過預先對TT業務進行規劃，保障網絡中是設備為TT業務提供確定性保障，避免TT 業務與其他業務的沖突。

現有的TTE交換機中，對TT幀的轉發主要有以下幾種方式：

第一種是直通式轉發方式。2006年，文獻A Time-Triggered Ethernet(TTE)Switch提出的TTE 交換機采取直通式轉發方式，ET業務采取存儲轉發方式，當ET業務與TT業務發生沖突時，ET 業務被TT業務搶占后繼續重傳。但是這種轉發方式需要通過通信協議來避免TT業務的沖突，由于不對TT業務進行緩存，所以當兩個或多個TT幀同時到達，低優先級的TT幀會被丟棄。

第二種是存儲轉發方式。2020年，文獻Dual-Plane Switch Architecture forTime-Triggered Ethernet 提出了一種將雙平面交換結構，將ET業務和TT業務分別處理。其中，TT業務的輸出端口按照發送調度表來發送TT幀，并增加了輸出側的緩存。但是該技術方案存在如下不足：

(1)由于沒有在輸入側對TT幀進行緩存，因而輸入側TT沖突依賴調度表避免；

(2)輸出側的緩存區只能完成單幀緩存，對復雜調度的靈活度不足；

(3)該設計的TT接收窗只允許接收單個TT幀，對于需要分片的TT業務，依賴端系統的調度配合；

(4)當存在多播幀需要發送時，現有的技術方案需要等待多播幀所有的目的輸出端口都空閑才能調度，可能導致多播幀錯過發送時間點；

(5)調度規劃時需要添加額外的約束條件來避免沖突，包括但不限于：①確保不會出現同一時刻多個輸入端口收到需要發送至同一輸出端口的情況；②確保不會出現輸出端口正在發送TT幀時，輸入端口收到新的需要發送至該輸出端口的TT幀。③確保不會出現輸出端口TT幀發送順序與TT 幀進入TT平面的順序不一致。當網絡中業務規劃較為復雜，業務量較大時，額外的約束條件可能會導致調度表生成失敗。

(6)調度規劃靈活性差，當網絡中想要添加一條TT業務，需要找到該路徑上設備均空閑的時間段，若找不到，則需要重新規劃所有業務。

由上述可知TTE交換機的可行性方案中，解決TT業務可靠性、確定性傳輸問題顯得尤為重要。以上的2種方案中，在系統的獨立性、現實可行性、成本開銷上均不能很好的滿足TTE交換機的實際需求。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種時間觸發以太網交換機TT業務交換裝置。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

本發明實施例提供了一種時間觸發以太網交換機TT業務交換裝置，該裝置包括：

總體控制模塊，用于在檢測到所述時間觸發以太網交換機TT業務交換平面上電后進行初始化，并等待時鐘同步后控制其他各個模塊進入工作狀態；