光纤反射内存网数据实时交互方法技术

本发明专利技术属于计算机仿真技术领域，公开了一种光纤反射内存网数据实时交互方法。将光纤反射内存网数据交互区分为标识区和数据区。标识区包括读节点数标识区和读写标志位区，其中读节点数标识区用于记录当前读数据区中的节点个数，当区域中的值为0时，标识写端口能够写如数据。读写标志位区用于向读端口标识哪个数据区可以写入数据，00表示处于开始准备数据交互、11表示当前数据交互结束、01表示数据区1可读数据区2可写、10表示数据区2可读数据区1可写。数据区包括数据区1和数据区2，两个数据区中分别存储写入端与读取端交互过程中当前时刻交互数据和下一时刻交互数据。本发明专利技术提高了数据交互的速度和实时性，而且结构简单，易于实现。

Optical fiber reflective memory network data real-time interaction method

The invention belongs to the field of computer simulation technology, and discloses a data real-time interaction method of an optical fiber reflective memory network. The data exchange of the fiber reflective memory network is divided into the identification area and the data area. The number of nodes including reading area identification mark region and read and write flag, which read node number identification area is used to record the current read the number of nodes in the data area in the region, when the value is 0, write to write data such as port identification. Read and write flag area used to read port identification which data can be written into the data area, said in 00 began to prepare for the data exchange, data exchange, 11 said that the current end of 01 District 1 District said data readable data 2 can be written, 10 District 2 District 1 data readable data can be written. The data area comprises a data area 1 and a data area 2, wherein, in the two data areas, the interactive data at the current time and the interactive data at the next time are stored in the interaction process between the writing end and the reading end. The invention improves the speed and the real-time performance of data interaction, and has simple structure and easy realization.

【技术实现步骤摘要】
光纤反射内存网数据实时交互方法
本专利技术涉及计算机仿真
，尤其涉及一种光纤反射内存网数据实时交互方法。
技术介绍
在当前航天飞行器技术朝着系统更复杂、技术更先进的方向发展。在这一趋势下，航天飞行器需要实现在全工作周期下的高置信度效能评估，因此结合数学仿真技术系统与半实物仿真试验技术的“一体化集成仿真技术”对于提高航天飞行器全工作周期效能评估的置信度，为总体方案制定和系统研制提供定量数据参考具有重要意义。一体化集成仿真技术的核心是实现基于不同仿真机制的异构仿真与试验系统之间的紧耦合联合仿真试验。建立紧耦合的射频集成仿真试验系统，需要实现半实物试验系统与数学仿真之间能够具备紧耦合的动态数据交互。由于半实物试验系统是一个实时系统，为了保证分布式数学仿真系统与半实物试验系统的协同运行，强实时的数据交互是射频集成仿真试验系统构建的关键。在当前的技术条件下，采用光纤反射内存网是当前系统集成方案的主要选择。反射内存网采用共享内存方式实现网络内各节点间的数据交互，采用这种方式实现数据交互需要解决共享内存区的读写互斥问题。如图1所示，两个模块节点M1、M2在两个步长内对共享地址段的数据读写过程。在ti-1到ti+1的两个仿真步长中，仿真模块共享内存写数据的时间为twrite1、twrite2，在共享内存ADD地址段中的数据在时间区间(ti-1，ti+1)中有三个状态分别对应三个数据Di-1Di、Di+1，三个状态对应的时间区间为：(ti-1，twrite1)、(twrite1，twrite2)、(twrite2，ti+1)。对于模块M2在一个仿真步长(ti-1，ti)内，ADD地址段中的内容有两个状态，分别是Di-1、Di，对应区间为(ti-1，twrite1)、(twrite1，ti)，因此若仿真模块想获得数据Di，则其读取ADD地址段中的时间tread应该满足条件：tread∈(twrite1，ti)。但对于M2来说，M1的读写时间twrite1并不知道，因此M2读取的数据可能是Di也可能是Di-1，这取决与tread所在的时间区间。若tread=twritel，此时ADD地址段中的数据由于处于正在修改的状态其数据未知，M2读到的数据不确定，因此需要实现数据写入端和数据读取端互斥访问才能保证数据的正确交互。为解决读写互斥的问题，反射内存网生产商GE公司官方提供了基于中断的数据交互方法用来解决读写互斥的问题，如图2所示，采用这种方法进行数据交互需要数据发送方向接受方发送中断提醒接受方接受数据，一次数据交互需要发送两次中断。但是，中断的发送和接受的时间大、稳定性差的缺点，适合单帧数据量大，数据率低的场合使用。在射频集成仿真试验系统中，需要进行大量的单帧数据量小(小于10k)，但数据率高(>200Hz)的数据交互。此外，射频集成仿真试验系统是一个规模不断扩充的系统，需要在对现有系统不做变更或者最小变更的基础上完成新系统的接入，实现集成系统的不断扩展。依照官方提供的数据交互方法，当系统进行扩展需要向新接入的系统发送数据，需要对当前系统的数据发送模块进行修改增加新的发送中断指令。基于查询的数据交互方式通过网络中共享内存的地址进行接口标识，当系统内部具有交互的模块在明确两者交互数据在反射内存网中的地址，即可通过向确定地址写入数据和读取数据实现数据交互，如图3所示。这种方式较之基于中断的交互方式数据交互时间更小、更稳定，如图4和表1所示：表1基于中断方式和基于查询方式协议对比最大协议时间期望协议时间协议时间标准差基于查询的通信协议2μs1.02μs1.56μs基于中断的通信协议143μs23.5μs23.29μs此外，采取查询的方式轮询标定地址是否有数据到达，有数据到达则读取数据，能够使得数据接收端可以不需要接受发送端发送的中断提示信号就可以接受发送的数据，从而实现集成仿真系统的自由扩展。但当前传统的查询方式会面临共享内存区的互斥问题，也就是说当数据输出端向反射内存网写入数据时，数据接收端是不能访问这一地址区域的数据的，需要在数据输出完毕后才能进行访问。因此在一个仿真步长内，时间需要分为数据写入时间、数据读取时间和模型运行时间三个部分。若在仿真系统中出现多个接受端接收同一数据写入端的数据，则数据读取时间为所有接受模块读取完毕数据之后的总时间，如图5所示，因此在一帧模型推进周期h内，实际留给模型的运行时间为推进周期减去写数据时间和读数据时间之后的时间。当存在多个数据读取端时，读数据时间会增大，从而压缩模型运行时间，严重的情况下会导致一个推进周期内无法完成数据交互和模型运行的导致系统出现欠实时。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种光纤反射内存网数据实时交互方法，实现了针对仿真系统与试验系统的集成面临的强实时数据交互(1ms级别)，为解决上述技术问题：本专利技术提出了一种光纤反射内存网数据实时交互方法，将光纤反射内存网数据交互区分为标识区和数据区；标识区包括读节点数标识区和读写标志位区，其中读节点数标识区用于表示当前有几个读节点在读取数据区中的数据，当标识区的值为0时，表示写节点能够写入数据；读写标志位区用于表示数据区1与数据区2的当前状态，标识哪个数据区能写入数据，00表示处于开始准备数据交互、11表示当前数据交互结束、01表示数据区1可读数据区2可写、10表示数据区2可读数据区1可写：数据区包括数据区1和数据区2，两个数据区中分别存储写入端与读取端交互过程中当前时刻交互数据和下一时刻交互数据：数据交互过程具体如下：Ti时刻：如果读节点数标识区中的值为0，读写标识区中的值为10，则写节点依照数据写入流程向数据区1中写入Ti+h时刻的数据，写入完毕后，将读写标识区中的值置为01，在写节点向数据区1写入数据的同时，各读节点依照读流程读取数据区2中的Ti时刻的数据，读取完毕后，读节点数标识区中的值为0；所述Ti时刻是以节点所在系统的物理时间轴为基准，数据传输过程中某次数据交互的开始时刻，h为帧数据传输周期：Ti+h时刻：如果读节点数标识区中的值为0，读写标识区中的值为01，则写节点依照数据写入流程向数据区2中写入Ti+2h时刻的数据，写入完毕后，将读写标识区中的值置为10，在写节点向数据区2写入数据的同时，各读节点依照读流程读取数据区1中的Ti+h时刻的数据，读取完毕后，读节点数标识区中的值为0；Ti+2h时刻：如果读节点数标识区中的值为0，读写标识区中的值为10，则写节点依照数据写入流程向数据区1中写入Ti+3h时刻的数据，写入完毕后，将读写标识区中的值置为01，写节点向数据区1写入数据的同时，各读节点依照读流程读取数据区2中的Ti+2h时刻的数据，读取完毕后，读节点数标识区中的值为0；重复上述过程直到整个数据传输完毕。本专利技术具有以下有益效果：由于本专利技术的光纤反射内存网数据实时交互方法，通过设定两个标志位和两个数据区，在数据交互过程中，使得数据交互双方的写入数据和读取数据不在同一个数据区内，避免了只有写完数据才能读取和只有读完数据才能写数据的问题，一帧的数据交互时间可以表示为读时间，写时间两个并行的过程，和单区的数据交互时间包括读时间和写时间相比，少了一个环节的时间，提高了数据交互的速度和实时性。而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤反射内存网数据实时交互方法，其特征在于：将光纤反射内存网数据交互区分为标识区和数据区；标识区包括读节点数标识区和读写标志位区，其中读节点数标识区用于表示当前有几个读节点在读取数据区中的数据，当标识区的值为0时，表示写节点能够写入数据；读写标志位区用于表示数据区1与数据区2的当前状态，标识哪个数据区能写入数据，00表示处于开始准备数据交互、11表示当前数据交互结束、01表示数据区1可读数据区2可写、10表示数据区2可读数据区1可写；数据区包括数据区1和数据区2，两个数据区中分别存储写入端与读取端交互过程中当前时刻交互数据和下一时刻交互数据；数据交互过程具体如下：Ti时刻：如果读节点数标识区中的值为0，读写标志位区中的值为10，则写节点依照数据写入流程向数据区1中写入Ti+h时刻的数据，写入完毕后，将读写标志位区中的值置为01，在写节点向数据区1写入数据的同时，各读节点依照读流程读取数据区2中的Ti时刻的数据，读取完毕后，读节点数标识区中的值为0；所述Ti时刻是以节点所在系统的物理时间轴为基准，数据传输过程中某次数据交互的开始时刻，h为帧数据传输周期；Ti+h时刻：如果读节点数标识区中的值为0，读写标志位区中的值为01，则写节点依照数据写入流程向数据区2中写入Ti+2h时刻的数据，写入完毕后，将读写标志位区中的值置为10，在写节点向数据区2写入数据的同时，各读节点依照读流程读取数据区1中的Ti+h时刻的数据，读取完毕后，读节点数标识区中的值为0；Ti+2h时刻：如果读节点数标识区中的值为0，读写标志位区中的值为10，则写节点依照数据写入流程向数据区1中写入Ti+3h时刻的数据，写入完毕后，将读写标志位区中的值置为01，写节点向数据区1写入数据的同时，各读节点依照读流程读取数据区2中的Ti+2h时刻的数据，读取完毕后，读节点数标识区中的值为0；重复上述过程直到整个数据传输完毕。...

【技术特征摘要】
1.一种光纤反射内存网数据实时交互方法，其特征在于：将光纤反射内存网数据交互区分为标识区和数据区；标识区包括读节点数标识区和读写标志位区，其中读节点数标识区用于表示当前有几个读节点在读取数据区中的数据，当标识区的值为0时，表示写节点能够写入数据；读写标志位区用于表示数据区1与数据区2的当前状态，标识哪个数据区能写入数据，00表示处于开始准备数据交互、11表示当前数据交互结束、01表示数据区1可读数据区2可写、10表示数据区2可读数据区1可写；数据区包括数据区1和数据区2，两个数据区中分别存储写入端与读取端交互过程中当前时刻交互数据和下一时刻交互数据；数据交互过程具体如下：Ti时刻：如果读节点数标识区中的值为0，读写标志位区中的值为10，则写节点依照数据写入流程向数据区1中写入Ti+h时刻的数据，写入完毕后，将读写标志位区中的值置为01，在写节点向数据区1写入数据的同时，各读节点依照读流程读取数...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵政，刘佳琪，刘生东，彭程远，
申请(专利权)人：北京航天长征飞行器研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11