【技术实现步骤摘要】
基于双平面的时间触发以太网交换机及分组交换方法
本专利技术属于通信
,特别涉及一种时间触发以太网交换机,可应用于支持时间触发功能的的实时性、可靠性以及高安全性以太网交换网络。
技术介绍
以太网传输技术以其所具备的成本低、带宽高、适用于各种业务等优势被广泛应用于社会的各行各业。但随着分布式系统的发展,系统中设备之间数据交互的实时性、可靠性以及高安全性需求更加迫切,使得以太网技术无法适用于相应的业务领域。时间触发以太网TTE的出现,将时间触发技术的实时性、确定性与传统以太网的优势相结合,有效地解决了传统以太网无法满足高实时性、可靠性需求的弊端,被广泛应用于航天航空、工业控制等具有高实时性、高安全性需求的领域。时间触发以太网TTE交换机作为时间触发以太网中重要的组成部分,其设计结构及交换方法直接影响时间触发以太网的工作性能。一方面,时间触发以太网交换机能够实现对时间触发TT业务的确定性、实时性转发,另一方面,时间触发以太网交换机兼容普通以太网,能够对确定性、实时性要求不严格的事件触发ET业务进行转发。北京计算机技术及应用研究所在其申请的专利文献“一种高同步的时间触发以太网装置及方法”(申请号:201710616838.7,公开号:CN107483135A)中公开了一种时间触发以太网交换机。该装置包括交换/控制逻辑、本地时钟、同步原语接收模块、时钟同步模块、时间触发器、中央控制器、任务调度控制模块。所述交换/控制逻辑,用于进行交换机对其所连网络端系统进行控制;所述本地时钟,用于提供交换机整体的工作时钟;所述同步原语接收模块,用于接收由端系统发送来的数据,区分 ...
【技术保护点】
1.一种基于双平面的时间触发以太网交换机,其特征在于,包括:输入分流模块(1),用于接收从交换机的网络接口传入交换机内部的数据帧,根据提取出的数据帧头中的帧类型值将帧数据分类为协议控制PCF帧、时间触发TT业务帧和事件触发ET业务帧,并将协议控制PCF帧送入时钟同步器(2),将时间触发TT业务帧送入时间触发TT交换平面(3),将事件触发ET业务帧送入事件触发ET交换平面(4);时钟同步器(2),用于对协议控制PCF帧进行固化和压缩,计算出全局同步时钟值,为时间触发TT交换平面(3)提供稳定的全局同步时钟值;时间触发TT交换平面(3),用于对时间触发TT业务帧进行过滤,并将过滤后的帧数据转发到到输出仲裁模块(5);事件触发ET交换平面(4),用于对事件触发ET业务帧进行存储和调度,并将调度后的帧数据转发到到输出仲裁模块(5);输出仲裁模块(5),用于对时间触发TT交换平面(3)和事件触发ET交换平面(4)传入的数据帧进行仲裁,确定优先要发送的数据帧。
【技术特征摘要】
1.一种基于双平面的时间触发以太网交换机,其特征在于,包括:输入分流模块(1),用于接收从交换机的网络接口传入交换机内部的数据帧,根据提取出的数据帧头中的帧类型值将帧数据分类为协议控制PCF帧、时间触发TT业务帧和事件触发ET业务帧,并将协议控制PCF帧送入时钟同步器(2),将时间触发TT业务帧送入时间触发TT交换平面(3),将事件触发ET业务帧送入事件触发ET交换平面(4);时钟同步器(2),用于对协议控制PCF帧进行固化和压缩,计算出全局同步时钟值,为时间触发TT交换平面(3)提供稳定的全局同步时钟值;时间触发TT交换平面(3),用于对时间触发TT业务帧进行过滤,并将过滤后的帧数据转发到到输出仲裁模块(5);事件触发ET交换平面(4),用于对事件触发ET业务帧进行存储和调度,并将调度后的帧数据转发到到输出仲裁模块(5);输出仲裁模块(5),用于对时间触发TT交换平面(3)和事件触发ET交换平面(4)传入的数据帧进行仲裁,确定优先要发送的数据帧。2.根据权利要求1的装置,其特征在于:所述输入分流模块(1),包括:数据寄存器(11),用于存储从交换机的网络接口传入的数据帧;计数器(12),用于计算数据寄存器(11)中存储数据帧的字节数;帧头信息提取模块(13),用于提取数据寄存器(11)中数据帧头中的类型域字段,将提取的类型域字段传输到选择器(14);选择器(14),用于根据类型域字段将数据帧进行分类,即将类型域字段为“0x891d”的数据帧确定为协议控制PCF帧,送入时钟同步器(2);将类型域字段为“0x88d7”的数据帧确定为时间触发TT业务帧,送入时间触发TT交换平面(3);将类型域字段为其余类型的数据帧确定为事件触发ET业务帧,送入事件触发ET交换平面(4)。3.根据权利要求1的装置,其特征在于:所述时间触发TT交换平面(3),包括:调度表模块(31),用于存储事先规划的时间调度表,时间调度表包含每种时间触发TT业务帧的发送时间点、转发时间点和接收时间点;调度模块(32),用于根据配置的时间调度表(31),在规划的接收时间点产生数据接收指令和数据转发指令,并将数据接收指令发送到输入处理模块(33),将数据转发指令发送到输出处理模块(35);输入处理模块(33),用于接收选择器(13)传入的时间触发TT业务帧,根据调度模块(32)发来的数据接收指令,在规划的时间内开启数据接收窗口,丢弃数据接收窗口关闭后到达的数据帧,并提取时间触发TT业务ID号,丢弃业务ID号与时间调度表(31)的ID号字段不一致的接收帧,完成对触发TT业务帧的过滤;并将过滤后的帧数据传输到全互连交换网络(34);全互连交换网络(34),用于将输入处理模块(33)传入的帧数据通过全互联网络转发到输出处理模块(35);输出处理模块(35),根据调度模块(32)发来的数据转发指令,判断数据存储器内部是否存有一个完整的数据帧,若有,则将全互连交换网络(34)传入的帧数据转发到输出仲裁模块(5),完成本次交换;否则,拒绝本次转发。4.根据权利要求1的装置,其特征在于:所述事件触发ET交换平面(4),包括:输入处理模块(41)和Crossbar交换网络模块(42),该输入处理模块(41)对接收到选择器(13)传入的事件触发ET业务帧进行分组处理、队列管理及调度,将调度后的数据帧传输到Crossbar交换网络模块(42);该交换网络模块(42)通过全互联网络将该数据帧传输到输出仲裁模块(5)。5.根据权利要求1所述装置,其特征在于:所述输出仲裁模块(5),包括:仲裁器模块(51)和数据寄存器模块(52);仲裁器模块(51)对接收时间触发TT交换平...
【专利技术属性】
技术研发人员:邱智亮,高毅,张森,陈郝明,潘伟涛,张洪斌,赵海峰,金守英,王方圆,张式琪,
申请(专利权)人:西安电子科技大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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