一种基于虚拟队列结合门控的混合数据调度方法技术

本发明专利技术公开了一种基于虚拟队列结合门控的混合数据调度方法，属于通信数据调度领域。本发明专利技术提供一种基于虚拟队列结合门控的混合数据调度方法，采用门控规划，时槽划分、优先级分配与虚拟队列相结合的方式，保证强实时数据队列拥有独立通信时间段，降低不同业务数据流间的耦合度，从而细化强实时数据帧的时间触发通信粒度，在50ns时钟同步的基础上，通信抖动可以控制在百纳秒级别。本发明专利技术对于多种通信数据采用门控的调度方A式实现分类调度，可以兼容多种通信业务；本发明专利技术针对混合网络通信中存在的多种数据类型根据业务特性设计不同的调度机制，简化设计、提高信道利用率；对于不同特质的通信数据，采用依托于共享缓存的虚拟队列进行数据存储。进行数据存储。进行数据存储。

【技术实现步骤摘要】
一种基于虚拟队列结合门控的混合数据调度方法


[0001]本专利技术属于通信数据调度领域，尤其是一种基于虚拟队列结合门控的混合数据调度方法。

技术介绍

[0002]在时间触发通信网络中，存在多通道强实时ST数据、AVB数据、BE数据等多种业务流混合通信的要求。在支持多种通信业务种类的应用场景下，对每个通道数据单独规划存储队列会导致资源的大量浪费。因此，在工程实践中，对同一类型通信数据往往采用单队列存储结合门控规划的方式以达到同时满足存储资源的高效利用与单通道ST数据分时传输的目的，但这样会导致当前ST数据通信时槽到了但数据被阻塞无法传输的问题，大大影响了通信效率。在存在多通道AVB数据时，由于其具备突发流量的特性，会导致某一个通道的大突发AVB流量将其他通道AVB数据完全阻塞的情况，进而造成通信调度粒度粗，传输抖动大的后果。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于虚拟队列结合门控的混合数据调度方法。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0005]一种基于虚拟队列结合门控的混合数据调度方法：
[0006]对于ST数据，采用时槽规划与虚拟队列相结合的方式进行数据缓存调度；
[0007]对于AVB数据，采用基于信用的整形算法，结合虚拟队列管理，完成数据的流控；
[0008]对于BE数据采用门控机制结合严格优先级算法，在保证高优先级的BE数据优先传输的同时，实现BE数据带宽的最大利用率。
[0009]进一步的，包括以下操作：
[0010]根据通信业务将数据分成ST数据、AVB数据和BE数据的8个通信队列，将ST数据设置为占用优先级最高的队列8，AVB数据设置为占用优先级次之的队列7和队列6，BE数据设置为队列5～队列1，队列5～队列1的优先级可配置；
[0011]所述队列8的ST数据的发送控制分别经时隙控制单元和门控调度单元的两级整形；
[0012]所述队列7和队列6的AVB数据的调度分别经基于信用的整形单元和门控调度单元的两级整形；
[0013]所述队列5～队列1的BE数据的调度分别经严格优先级控制单元和门控调度单元的两级整形；
[0014]所述门控调度单元用于调度ST数据、AVB数据和BE数据的传输，当ST数据门控开启的时只允许ST数据进行传输，AVB数据门控开启的时候只允许AVB数据进行传输，BE数据门控开启的时候只允许BE数据进行传输。
[0015]进一步的，所述时隙控制单元，用于在通信链路规划阶段根据不同的业务需求为不同链路的数据划分独立周期和偏移时槽，每个时槽内只能进行本链路数据通信。
[0016]进一步的，所述基于信用的整形单元，用于为对于每个AVB数据队列各自维护一个有界的信用数值，当队列中有数据帧处于等待传输状态时，所述队列对应的信用值按照一个可配置的信用累计速率增长，直至增长至最大阈值后停止增长；当队列中的数据帧正在进行传输时，所述队列对应的信用值数值按照一个可配置的发送速率sendSlope减小，直至减小至最小阈值停止减小。
[0017]进一步的，对于AVB数据，当有多个队列时，使用多队列联合CBS算法进行调度，对多个队列的数据按照数据流量和优先级分别划分不同信用值，每个队列的AVB数据传输互斥。
[0018]进一步的，多队列的AVB数据信用值总和不超过全网带宽的70％。
[0019]进一步的，所述严格优先级控制单元内置有优先级映射表，所述门控调度单元内置有门控列表，在进行BE数据的发送门控规划能够同时打开多个BE队列的传输门，此时开门的多个BE队列是按照预先配置的优先级映射表进行选择的；若开门的多个队列都有数据待发送，优先级高的BE队列发送，优先级低的BE队列等待；若只有一个队列有数据待发送就发送所述队列数据。
[0020]进一步的，对于到达的ST数据、AVB数据、BE数据均存储在同一共享缓存存储单元中，并分别进行独立的共享缓存管理，同时将数据存储首地址与数据长度进行记录，形成动态的虚拟队列列表。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0022]本专利技术提供一种基于虚拟队列结合门控的混合数据调度方法，采用门控规划，时槽划分、优先级分配与虚拟队列相结合的方式，保证强实时数据队列拥有独立通信时间段，降低不同业务数据流间的耦合度，从而细化强实时数据帧的时间触发通信粒度，在50ns时钟同步的基础上，通信抖动可以控制在百纳秒级别。本专利技术对于多种通信数据采用门控的调度方式实现分类调度，可以兼容多种通信业务；本专利技术针对混合网络通信中存在的多种数据类型根据业务特性设计不同的调度机制，简化设计、提高信道利用率；对于不同特质的通信数据，采用依托于共享缓存的虚拟队列进行数据存储。
附图说明
[0023]图1为混合数据整形调度示意图；
[0024]图2为门控规划时间；
[0025]图3为确定性以太网网络调度结构图；
[0026]图4为ST数据发送时槽分配示意图；
[0027]图5为单队列CBS算法示意图；
[0028]图6为两个队列的联合CBS调度算法；
[0029]图7为基于严格优先级算法的BE数据调度。
具体实施方式
[0030]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的
附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0031]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0032]本专利技术对混合数据通信场景，提出一种基于虚拟队列结合门控的混合数据调度方法实现数据的精准调度。对于强实时ST数据，采用时槽规划与虚拟队列相结合的方式进行数据缓存调度；对于具有突发流量特性的AVB数据，采用基于信用的整形算法，结合虚拟队列管理，完成数据的流控；另外，对于BE数据采用门控机制结合严格优先级算法，在保证高优先级的BE数据优先传输的同时，实现BE数据带宽的最大利用率。采用门控规划，时槽划分、优先级分配与虚拟队列相结合的方式可以保证强实时数据队列拥有独立通信时间段，降低不同业务数据流间的耦合度，从而细化强实时数据帧的时间触发通信粒度，在50ns时钟同步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟队列结合门控的混合数据调度方法，其特征在于：对于ST数据，采用时槽规划与虚拟队列相结合的方式进行数据缓存调度；对于AVB数据，采用基于信用的整形算法，结合虚拟队列管理，完成数据的流控；对于BE数据采用门控机制结合严格优先级算法，在保证高优先级的BE数据优先传输的同时，实现BE数据带宽的最大利用率。2.根据权利要求1所述的基于虚拟队列结合门控的混合数据调度方法，其特征在于，包括以下操作：根据通信业务将数据分成ST数据、AVB数据和BE数据的8个通信队列，将ST数据设置为占用优先级最高的队列8，AVB数据设置为占用优先级次之的队列7和队列6，BE数据设置为队列5～队列1，队列5～队列1的优先级可配置；所述队列8的ST数据的发送控制分别经时隙控制单元和门控调度单元的两级整形；所述队列7和队列6的AVB数据的调度分别经基于信用的整形单元和门控调度单元的两级整形；所述队列5～队列1的BE数据的调度分别经严格优先级控制单元和门控调度单元的两级整形；所述门控调度单元用于调度ST数据、AVB数据和BE数据的传输，当ST数据门控开启的时只允许ST数据进行传输，AVB数据门控开启的时候只允许AVB数据进行传输，BE数据门控开启的时候只允许BE数据进行传输。3.根据权利要求2所述的基于虚拟队列结合门控的混合数据调度方法，其特征在于，所述时隙控制单元，用于在通信链路规划阶段根据不同的业务需求为不同链路的数据划分独立周期和偏移时槽，每个时槽内只能进行本链路数据通信。4.根据权利要求2所述的基于虚拟队列结合门控的混合数据调度方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈云雪，冯泽坤，徐丹妮，刘泽响，
申请(专利权)人：西安微电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：