基于FC-AE总线的数据分发服务软件制造技术

本发明专利技术公开了一种基于FC‑AE总线的数据分发服务软件，通过配置发送消息ID表以及接收消息ID表以及发送消息ID表以及接收消息ID表的映射确定通信节点的位置信息；接收数据主题时，通过定时轮询接收消息ID表中的所有MsgID，只要MsgID有数据到来，就通过回调全局信息配置及初始化模块中挂接的FC‑AE驱动程序接收相应的FC总线消息数据，并将接收到的数据主题逐层上报；发布数据主题时，调用FC‑AE驱动函数根据发送消息ID表中的MsgID发送数据主题。本发明专利技术基于发布订阅的数据传输模式，极大提高了系统的可扩展性及数据通信的灵活性。满足了分布式航电系统设备之间有效的数据互联、互通及互操作需求。

Data distribution service software based on fc-ae bus

【技术实现步骤摘要】
基于FC-AE总线的数据分发服务软件
本专利技术属于计算机通讯领域，特别涉及到一种用于飞机航电系统中基于实时确定性数据总线(FC-AE)的异构设备之间的数据互联、互通的数据分发服务软件。
技术介绍
随着综合模块化航空电子(IntegratedModularAvionics――IMA)在A380、A400M和B787等飞机上的成功应用，航空电子系统综合化的程度不断增强，针对目前IMA存在的使用相同硬件资源的不同功能之间的故障扩散问题和动态资源管理，分布式综合模块化航空电子(DIMA)已成为航空电子系统结构发展的方向。DIMA很最要的一个特点就是核心处理模块(CPM)之间或者对外采用了实时确定性网络进行数据的通信。目前使用较多的实时确定性数据总线包括了FC-AE和AFDX，其中AFDX总线由于其技术较为成熟，在民机中广泛使用。而FC-AE总线的优势是带宽高，配置灵活，但是技术成熟度有待提高，目前在军机中使用的较多。无论是FC-AE还是AFDX总线，采用的都是实时确定性网络协议，也就是在真正运行前，需要对网络中需要数据通信的节点进行数据流的静态配置，将传输的应用消息与底层MsgID进行一一映射。这虽然提高了网络通信的确定性，但是也降低了应用的灵活性及系统的可扩展性。DDS(DataDistributionService数据分发服务)是OMG组织发布的一种数据通信服务规约，它采用了以数据为中心的发布订阅机制，将数据通信从原来的“按时发送接收”变成了“按需发布订阅”，增强了系统数据传输的有效性，减少了不必要的带宽消耗。同时，通过提供丰富的Qos策略，也极大增强了系统通信的可靠性及灵活性。目前，市场上成熟的DDS产品很多，尤其是RTIDDS，在地面通信设备及船舶上广泛使用，但是在机载嵌入式环境下，还没有成功的案例，这最主要的原因就是目前的DDS产品只能支持以太网(TCP、UDP)及共享内存等传输机制，而无法支持实时确定性网络协议，如FC-AE总线协议。因为FC-AE协议的确定性、静态配置属性与DDS的动态发现机制存在着较大的冲突，限制了DDS产品在机载DIMA中的应用。综上分析，可以看出对于分布式综合化航空电子的发展，迫切需要一个可以支持FC-AE总线协议的高可靠分布式实时通信中间件来满足分布式综合模块化航空电子架构下的机内与机外数据通信需求。它采用了以数据为中心的发布订阅机制，通过应用节点的动态发现机制，增强了系统的可扩展性及通信的灵活性。同时，它屏蔽了分布式系统的各个组成部分之间的硬件环境、操作系统以及编程语言等差异，为实现软件模块在分布式系统中的即插即用奠定了坚实的基础。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于提供一种基于FC-AE总线的数据分发服务软件，为“死板”的、需要静态配置的确定性网络提供了一种灵活的、按需收发的数据传输模式。这种基于发布订阅的数据传输模式，支持应用节点的动态发现，极大提高了系统的可扩展性及数据通信的灵活性。满足了分布式航电系统设备之间有效的数据互联、互通及互操作需求。一种基于FC-AE总线的数据分发服务软件，在FC-AE总线上的任意一个通信节点上包含全局信息配置及初始化模块、订阅数据接收与处理模块、数据发布与处理模块；全局信息配置及初始化模块包括了FC-AE驱动程序与传输接口层回调函数的挂接、配置发送消息ID表以及接收消息ID表以及发送消息ID表以及接收消息ID表的映射；其中发送消息ID表需要配置N+1条发送用的MsgID，其中的N条MsgID为与各个通信节点的单播MsgID，而+1条是用于多播的MsgID；接收信息ID表需要配置N+N条接收用的MsgID，其中的N条为接收其它通信节点的单播MsgID，而+N条是表示接收多播用的MsgID；订阅数据接收与处理模块定时轮询接收消息ID表中的所有MsgID，只要MsgID有数据到来，就通过回调全局信息配置及初始化模块中挂接的FC-AE驱动程序接收相应的FC总线消息数据，并将接收到的数据主题逐层上报；数据发布与处理模块，调用FC-AE驱动函数根据发送消息ID表中的MsgID发送数据主题；其中，数据主题包含两类主题，一种是发现主题，通过广播的形式进行发送，该发现主题用于通信双方彼此的动态发现；另一种是业务数据主题，通过单播的形式进行发送，该业务数据主题是通信双方的发布订阅的业务数据。进一步，还包含心跳检测模块，用于根据发送消息ID表中MsgID的周期性地给其它节点发送心跳包并根据接收消息ID表中MsgID等待响应的方式来检测FC-AE网络中各个通信节点的状态。本专利技术为以FC-AE总线为基础数据网络的DIMA系统提供一个高可靠数据分发服务软件，该数据分发服务软件提供了一种基于发布订阅的数据传输机制，将传统航电系统总线数据“按时发送”的固定模式改为“按需发送”，减少了不必要的网络带宽消耗。另外，它提供的动态发现机制大大提高了系统的可扩展性及数据通信的灵活性，降低了通信双方的耦合度。附图说明图1是FC通信节点发送消息拓扑图；图2是FC通信节点接收消息拓扑图；图3是订阅数据接收与处理模块工作流程图；图4是发布业务数据主题工作流程图；图5是心跳检测模块工作流程图；图6是基于FC-AE总线协议的数据分发服务软件的结构示意图。具体实施方式为了更好地理解本专利技术，下面通过附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。本实施例所示的一种基于FC-AE总线协议的数据分发服务软件用于让传统的DDS软件可以支持FC-AE总线协议，从而可以将DDS成功的应用到机载航电系统设计过程中，以提高航电网络拓扑的扩展性及数据传输的灵活性、可靠性。传统的DDS软件只能支持以太网(UDP/TCP)协议。因为DDS最重要的特征之一“动态发现机制”的实现主要依赖于以太网协议中的IP地址及UDP端口。动态发现机制核心的关注点就是自己和对方节点的IP地址。本地节点通过将自身的IP地址通过广播Topic发送出去，如果Topic匹配成功，就将对方端的IP地址置入本地的发送路由表，建立双方的通信连接，开始业务数据主题的发布订阅。但是机载实时确定性总线，如FC-AE，对用户而言，是没有IP地址概念的，只有发送消息MsgID和接收消息MsgID,这就给动态发现机制的实现带来了很大的困难。本专利技术给出的解决方法是针对实时确定性网络(FC-AE)的协议传输特性，静态构建最小规模的底层物理网络拓扑，通过DDS数据主题包与底层MsgID的映射算法，最大的提升数据传输的灵活性。换句话说，就是两个通信节点节点之间传递的数据主题Topic尽量共用底层MsgID。参见图6所示，本实施例所示的一种基于FC-AE总线的数据分发服务软件，在FC-AE总线上的任意一个通信节点上包含全局信息配置及初始化模块、订阅数据接收与处理模块、数据发布与处理模块以及心跳检测模块。(一)全局信息配置及初始化模块该模块主要包括了FC-AE驱动程序与传输接口层回调函数的挂接，以提高数据分发服务软件的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于FC-AE总线的数据分发服务软件，在FC-AE总线上的任意一个通信节点上包含全局信息配置及初始化模块、订阅数据接收与处理模块、数据发布与处理模块，其特征在于：/n全局信息配置及初始化模块包括了FC-AE驱动程序与传输接口层回调函数的挂接、配置发送消息ID表以及接收消息ID表以及发送消息ID表以及接收消息ID表的映射；其中发送消息ID表需要配置N+1条发送用的MsgID，其中的N条MsgID为与各个通信节点的单播MsgID，而+1条是用于多播的MsgID；接收信息ID表需要配置N+N条接收用的MsgID，其中的N条为接收其它通信节点的单播MsgID，而+N条是表示接收多播用的MsgID；/n订阅数据接收与处理模块定时轮询接收消息ID表中的所有MsgID，只要MsgID有数据到来，就通过回调全局信息配置及初始化模块中挂接的FC-AE驱动程序接收相应的FC总线消息数据，并将接收到的数据主题逐层上报；/n数据发布与处理模块，调用FC-AE驱动函数根据发送消息ID表中的MsgID发送数据主题；其中，数据主题包含两类主题，一种是发现主题，通过广播的形式进行发送，该发现主题用于通信双方彼此的动态发现；另一种是业务数据主题，通过单播的形式进行发送，该业务数据主题是通信双方的发布订阅的业务数据。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于FC-AE总线的数据分发服务软件，在FC-AE总线上的任意一个通信节点上包含全局信息配置及初始化模块、订阅数据接收与处理模块、数据发布与处理模块，其特征在于：
全局信息配置及初始化模块包括了FC-AE驱动程序与传输接口层回调函数的挂接、配置发送消息ID表以及接收消息ID表以及发送消息ID表以及接收消息ID表的映射；其中发送消息ID表需要配置N+1条发送用的MsgID，其中的N条MsgID为与各个通信节点的单播MsgID，而+1条是用于多播的MsgID；接收信息ID表需要配置N+N条接收用的MsgID，其中的N条为接收其它通信节点的单播MsgID，而+N条是表示接收多播用的MsgID；
订阅数据接收与处理模块定时轮询接收消息ID表中的所有MsgID，只要MsgID...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔杰，张涛，孙帷胜，王冠，储燕，
申请(专利权)人：中国航空无线电电子研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31