一种基于请求响应式实时以太网载荷数据传输控制系统和方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于请求响应式实时以太网载荷数据传输控制系统和方法，包括配置管理模块、DMA传输控制模块、DMA请求模块、时间触发调度表模块、发送DMA描述符表和接收DMA描述符表；配置管理模块配置时间触发调度表模块、发送DMA描述符表和接收DMA描述符表模块；时间触发调度表模块在配置好的时刻点产生通信虚链路时间触发信号，DMA请求模块接收通信虚链路时间触发信号；DMA请求模块向DMA传输控制模块发起DMA传输请求，并接收DMA传输请求响应接口信号；DMA传输控制模块依据DMA传输请求响应接口信号，在发送DMA描述符表或接收DMA描述符表中索引到对应的DMA描述符，依据DMA描述符配合实时以太网节点控制器完成数据高速实时交互。实时以太网节点控制器完成数据高速实时交互。实时以太网节点控制器完成数据高速实时交互。

【技术实现步骤摘要】
一种基于请求响应式实时以太网载荷数据传输控制系统和方法


[0001]本专利技术属于数据传输控制
，具体属于一种基于请求响应式实时以太网载荷数据传输控制系统和方法。

技术介绍

[0002]在电力系统和分布式测发控装备系统中，状态参数的同步采集和控制指令实时传输等操作意义重大，因此，实时以太网在高实时性互联的分布式电子系统中有广泛应用。对于实时以太网终端设备，其有效载荷数据主机接口传输实时性是影响实时以太网数据传输实时性的重要关键环节。为了解决实时以太网中断设备的高速实时传输问题，需要高效实时的传输控制方法来保证主机接口的实时性。
[0003]现在常用的DMA数据传输方法有两种：第一种是单次模式的DMA传输，需要主机接口初始化DMA传输过程需要的目标地址、源地址、传输长度等控制信息，然后启动DMA完成数据搬运。第二种是基于描述符的DMA数据传输，主机接口通过构造描述符和数据，并将描述符控制信息配置到DMA控制器中，DMA控制器启动工作后索引描述符，并根据描述符控制状态信息进行DMA数据搬运操作。两种方式都需要在数据传输过程中进行主机接口与网络终端设备的交互操作，一定程度上都会影响数据传输的实时性，尤其是在接收数据传输过程中表现尤为明显。
[0004]通过检索审查现有公开的技术，应用于实时以太网网络设备的DMA传输控制技术均属于上述两种方式，本专利技术提出一种基于时间触发请求响应式实时以太网载荷数据传输控制方法，该方法涉及的DMA传输方式在工作过程中不需要主机接口软件与网络终端设备进行访问交互，能够最大程度的保证数据传输在时间上的实时性、确定性。
[0005]综上所述，现有技术在实时以太网终端设备主机接口载荷数据传输过程中，软件接口与终端设备的交互常常会给数据传输过程中增加传输时间延迟，同时造成时间上的抖动，这会严重影响实时以太网实时数据交互性能。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种基于请求响应式实时以太网载荷数据传输控制系统和方法，能够在工作过程中软件接口与网络终端节点设备没有任何访问交互的情况下，最大程度实现载荷数据主机接口传输的实时性、确定性，可有效解决实时以太网在实时性要求很高的应用场景中主机接口载荷数据实时性、确定性无法保证的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种基于请求响应式实时以太网载荷数据传输控制系统，包括配置管理模块、DMA传输控制模块、DMA请求模块、时间触发调度表模块、发送DMA描述符表和接收DMA描述符表；
[0009]所述时间触发调度表模块用于接收网络节点控制器时钟信号，产生通信虚链路时
间触发信号；
[0010]所述DMA请求模块用于接收通信虚链路时间触发信号，产生和/或接收DMA传输请求响应接口信号；
[0011]所述DMA传输控制模块用于产生和/或接收DMA传输请求接口信号，DMA传输控制模块和发送DMA描述符表之间通过发送DMA描述符表索引接口进行连接，DMA传输控制模块和接收DMA描述符表之间通过接收DMA描述符表索引接口进行连接；DMA传输控制模块上设置有DMA数据读写传输AXI主接口，用于完成数据搬运；
[0012]所述配置管理模块和发送DMA描述符表之间通过发送DMA描述符表访问接口进行连接，配置管理模块和接收DMA描述符表之间通过接收DMA描述符表访问接口进行连接，所述配置管理模块上设置有配置管理AXI从接口。
[0013]优选的，时间触发调度表模块用于存储N条发送虚链路的时间调度表信息和M条接收虚链路的时间调度表信息。
[0014]优选的，所述发送DMA描述符表内部存储有若干条发送虚链路描述符信息，包括当前虚链路的软件发送缓存起始地址、当前虚链路在实时以太网控制内部发送缓存队列入口地址、当前虚链路载荷数据长度。
[0015]优选的，所述接收DMA描述符表内部存储有若干条接收虚链路描述符信息，包括当前虚链路的软件接收缓存起始地址、当前虚链路在实时以太网控制内部接收缓存队列读取地址、当前虚链路载荷数据长度。
[0016]优选的，所述DMA传输控制模块包括发送DMA通道和接收DMA通道，发送DMA通道用于实现软件发送缓存区状态查询、软件发送缓存区数据读取并传输至对应虚链路发送缓存、软件发送缓存区状态清除；接收DMA通道用于实现软件接收缓存区状态查询、实时以太网节点接收虚链路缓存数据读取并传输至对应软件接收缓存区、软件接收缓存区状态设置。
[0017]一种基于请求响应式实时以太网载荷数据传输控制方法，包括以下过程，
[0018]配置管理模块配置时间触发调度表模块、发送DMA描述符表和接收DMA描述符表模块；时间触发调度表模块在配置好的时刻点产生通信虚链路时间触发信号，DMA请求模块接收通信虚链路时间触发信号；DMA请求模块向DMA传输控制模块发起DMA传输请求，并接收DMA传输请求响应接口信号；
[0019]DMA传输控制模块依据DMA传输请求响应接口信号，在发送DMA描述符表或接收DMA描述符表中索引到对应的DMA描述符，依据DMA描述符配合实时以太网节点控制器完成数据高速实时交互。
[0020]优选的，在DMA发送数据传输过程中，包括以下过程，
[0021]时间触发调度表模块在配置好的时刻点产生通信虚链路时间触发信号，DMA请求模块接收通信虚链路时间触发信号；DMA请求模块向DMA传输控制模块发起DMA发送传输请求，并接收DMA传输请求响应接口信号；DMA传输控制模块依据DMA传输请求响应接口信号，通过发送DMA描述符表索引接口在发送DMA描述符表中索引到对应的DMA描述符，根据DMA描述符从主机内存中读取数据状态信息及数据，若数据状态信息显示当前载荷数据状态有效，则将数据填写至实时以太网控制器发送缓存，实时以太网控制器将数据发送到网络中；若数据状态信息显示当前载荷数据无效，则DMA控制器返回至空闲状态。
[0022]优选的，在DMA接收数据传输过程中，包括以下过程，
[0023]时间触发调度表模块在配置好的时刻点产生通信虚链路时间触发信号，DMA请求模块接收通信虚链路时间触发信号；DMA请求模块向DMA传输控制模块发起DMA接收传输请求，并接收DMA传输请求响应接口信号；DMA传输控制模块依据DMA传输请求响应接口信号，通过接收DMA描述符表访问接口在接收DMA描述符表中索引到对应的DMA描述符，并查看节点控制器对应虚链路接收缓存数据状态信息；如果接收缓存数据状态有效，则启动DMA将对应接收缓存队列中的数据搬运至主机软件接收缓存；若接收缓存数据状态数据无效，则DMA控制器返回至空闲状态。
[0024]优选的，发送DMA描述符表内部存储有若干条发送虚链路描述符信息，包括当前虚链路的软件发送缓存起始地址、当前虚链路在实时以太网控制内部发送缓存队列入口地址、当前虚链路载荷数据长度。
[0025]优选的，接收DMA描述符表内部存储有若干条接收虚链路描本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于请求响应式实时以太网载荷数据传输控制系统，其特征在于，包括配置管理模块(1)、DMA传输控制模块(2)、DMA请求模块(3)、时间触发调度表模块(4)、发送DMA描述符表(5)和接收DMA描述符表(6)；所述时间触发调度表模块(4)用于接收网络节点控制器时钟信号(9)，产生通信虚链路时间触发信号(15)；所述DMA请求模块(3)用于接收通信虚链路时间触发信号(15)，产生和/或接收DMA传输请求响应接口信号(14)；所述DMA传输控制模块(2)用于产生和/或接收DMA传输请求接口信号(14)，DMA传输控制模块(2)和发送DMA描述符表(5)之间通过发送DMA描述符表索引接口(12)进行连接，DMA传输控制模块(2)和接收DMA描述符表(6)之间通过接收DMA描述符表索引接口(13)进行连接；DMA传输控制模块(2)上设置有DMA数据读写传输AXI主接口(8)，用于完成数据搬运；所述配置管理模块(1)和发送DMA描述符表(5)之间通过发送DMA描述符表访问接口(10)进行连接，配置管理模块(1)和接收DMA描述符表(6)之间通过接收DMA描述符表访问接口(11)进行连接，所述配置管理模块(1)上设置有配置管理AXI从接口(7)。2.根据权利要求1所述的一种基于请求响应式实时以太网载荷数据传输控制系统，其特征在于，时间触发调度表模块(4)用于存储N条发送虚链路的时间调度表信息和M条接收虚链路的时间调度表信息。3.根据权利要求1所述的一种基于请求响应式实时以太网载荷数据传输控制系统，其特征在于，所述发送DMA描述符表(5)内部存储有若干条发送虚链路描述符信息，包括当前虚链路的软件发送缓存起始地址、当前虚链路在实时以太网控制内部发送缓存队列入口地址、当前虚链路载荷数据长度。4.根据权利要求1所述的一种基于请求响应式实时以太网载荷数据传输控制系统，其特征在于，所述接收DMA描述符表(6)内部存储有若干条接收虚链路描述符信息，包括当前虚链路的软件接收缓存起始地址、当前虚链路在实时以太网控制内部接收缓存队列读取地址、当前虚链路载荷数据长度。5.根据权利要求1所述的一种基于请求响应式实时以太网载荷数据传输控制系统，其特征在于，所述DMA传输控制模块(2)包括发送DMA通道和接收DMA通道，发送DMA通道用于实现软件发送缓存区状态查询、软件发送缓存区数据读取并传输至对应虚链路发送缓存、软件发送缓存区状态清除；接收DMA通道用于实现软件接收缓存区状态查询、实时以太网节点接收虚链路缓存数据读取并传输至对应软件接收缓存区、软件接收缓存区状态设置。6.一种基于请求响应式实时以太网载荷数据传输控制方法，其特征在于，包括以下过程，配置管理模块(1)配置时间触发调度表模块(4)、发送DMA描述符表(5)和接收DMA描述符表模块(6)；时间触发调度表模块(4)在配置好的时刻点产生通信虚链路时间触发...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐金锋，刘泽响，哈云雪，张晓琳，曾宇涛，
申请(专利权)人：西安微电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：