【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及协议转换，尤其涉及基于硬件处理架构的远程数据集中器协议转换方法及设备。
技术介绍
1、现代民机的主干网络基本统一为afdx（航空电子全双工交互式以太网，avionicsfull duplex switched ethernet）网络，该网络是arinc664协议第7部分定义的航空数据网络的标准,其符合民机上各系统互连通信的要求。
2、现代民机互连架构以afdx为主干网络同时存在使用其他总线的子系统，同时采用远程数据集中器（rdc）将多个总线协议数据集中在主干网络上传输和调度，替代原有线路，减轻飞机上布线的长度和重量，并优化飞机上传感器和作动器的布局，简化了各系统的交联关系，提高数据传输效率。rdc应包含有a429信号，a825信号以及离散/模拟量通讯接口，在rdc内完成这些信号与afdx信号的相互转换。基于以上特点，远程数据集中器广泛应用于ima架构飞机的航电系统当中，在b787上配备了21个远程数据集中器，在a380中使用了8个远程数据集中器，在我国的国产大飞机c919上配置了16个远程数据接口单元（rdiu），其作用与rdc相同。
3、目前大多数研究对于协议转换的规则和数据格式定义较为模糊，对于某些异常情况的检测和具体处理方法没有进行考虑；针对现有的远程数据集中器协议转换功能的具体设计与实现方案的研究较少，且基本是使用基于软件处理架构的通用嵌入式处理器的方式完成协议转换和数据处理过程，这将耗费宝贵的计算资源，同时对于有多路信号需要处理的情况只能依次执行协议转换处理，存在效率低和实时性差的
4、而且随着飞机上所需求的任务和功能越来越多，航空电子系统的规模和复杂性也在快速上升，飞机上的计算资源更为珍贵且稀缺，传统的远程数据集中器大多采用软件处理架构完成协议转换过程，采用这种转换方式将耗费大量的计算资源，同时软件的串行处理模式会给协议转换带来一定的延时。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提供一种基于硬件处理架构的远程数据集中器协议转换方法及设备，采用硬件处理架构对数据处理和协议转换等计算密集型数据流处理进行硬件卸载加速，将传统架构中由软件（cpu）完成的耗时耗资源的计算任务交由硬件架构处理，同时通过设置配置寄存器保留了部分软件处理架构下配置灵活性的优点，这种并行处理方法提高了效率，缩短了处理数据时间，减轻了上层的负担。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了基于硬件处理架构的远程数据集中器协议转换方法，包括以下步骤：
3、s1、设定待使用通道的配置寄存器的配置参数，并对a825信号通道的收发id进行配置；
4、s2、协议转换：
5、s21、设备数据信号转afdx：
6、s211、接收外部串行数据，按接口协议进行接收控制处理并完成串并转换，形成数据包；
7、s212、接收步骤s211中形成的数据包，并对其进行预处理后存入待组帧数据缓存当中；
8、s213、对步骤s212所述进入待组帧数据缓存中的数据进行监控，当进入待组帧数据缓存的数据包达到事件触发条件或周期触发条件时，向组帧模块发送组帧开始信号；
9、s214、进行组帧操作：首先根据afdx协议以及配置寄存器中的值完成mac头部、ip头部以及udp头部的发送，随后进行payload发送，在s213中提到的待组帧数据缓存是以fifo形式进行实现的，先入先出，因此从待组帧数据fifo缓存中依次读取4个数据包放入a，b，c，d四个寄存器内，待组帧数据fifo缓存中的数据格式为8bit fs + 32bit/64bit ds，根据四个寄存器中的数据得到其对应的4个fs值，首先以32bit数据包发送a，b，c，d寄存器对应的fs值，以完成fss中4个fs的发送，再依次发送a，b，c，d四个寄存器内的ds数据，直至将待组帧数据缓存读空，以32bits数据包的形式完成payload的发送，在发送过程中上述数据包会暂时存储在待发afdx帧缓存中；
10、s215、当待发afdx帧缓存中存在一个完整的afdx帧时生成发送请求，向轮询模块发出申请发送信号；
11、s216、针对步骤s215中的申请发送信号，轮询模块按顺序对各通道的发送请求进行轮询，若在询问过程中检测到某通道转换过程中步骤s215的申请发送请求，则对该通道的待发afdx帧缓存进行读取，直至读空后，继续询问下一个通道，循环往复。在每个通道读空时就完成了一次设备数据信号至32bits数据包形式的完整afdx帧的转换，并将其写入upload_fifo当中，等待端系统的后续处理；
12、s22、afdx转设备数据信号：
13、s221、接收download_fifo输出的32bit数据包组成的afdx数据帧，对其执行帧解析操作，分别对其mac头部、ip头部以及udp头部进行解析，检查其mac目的地址、以太网协议类型、ip协议号、ip头部校验和、ip目的地址、udp目的地址以及udp校验和是否符合接收条件，将不符合条件的帧过滤，并把mac源地址、ip源地址、udp源地址信息存入目标通道的相应寄存器内等待处理器读取，还要根据其udp目的地址完成通道选择，将afdx帧中的payload发送到相应通道的发送数据预处理模块当中；
14、s222、各通道接收来自步骤s221的payload数据并进行数据预处理，根据不同协议定义的数据格式，将每个fds转换成1~4个待发协议数据包，其中对于a429数据，在该过程中完成新奇偶校验位的计算和替换，将完成预处理的数据打包成对应协议的数据包写入待发协议数据缓存当中，其数据包格式和设备数据信号转afdx过程中的协议收发控制器接收部分发送到接收数据预处理模块的数据包格式相同；
15、s223、由波特率控制器根据配置寄存器中的发送波特率配置，完成对步骤s222中写入缓存的数据包波特率控制；
16、s224、协议收发控制器内部接收步骤s223从待发协议数据缓存内读取的数据，根据相应配置寄存器中的值和接收到的数据包，按照协议收发控制器内部的逻辑完成完整协议数据的填充，并在处理后以串行信号的形式输出。
17、优选的，在步骤s1中首先定义写入配置寄存器的异步串口数据格式为8bits写入地址 + 32bits写入数据，再根据配置寄存器的写入地址设定配置参数。
18、优选的，在步骤s211中，对于a429信号，a429串行数据接收顺序对应的a429数据字的位数为7-0,8-31，将每次接收的a429数据字放入32bit的数据包中发送到接收数据预处理模块；
19、对于a825信号，完成a825信号的识别和接收后，过滤与配置id不匹配的a825 can报文以及crc校验不通过的报文，将剩余满足条件的报文中的fsb和dlc放入69bit数据包的高五位，将data放入低64位中，将完成填充的数据包发送到接收数据预处理模块；
20、对于uart信号本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于硬件处理架构的远程数据集中器协议转换方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于硬件处理架构的远程数据集中器协议转换方法，其特征在于：在步骤S1中首先定义写入配置寄存器的异步串口数据格式为8bits写入地址 +32bits写入数据，再根据配置寄存器的写入地址设定配置参数。
3.根据权利要求1所述的基于硬件处理架构的远程数据集中器协议转换方法，其特征在于：在步骤S211中，对于A429信号，A429串行数据接收顺序对应的A429数据字的位数为7-0,8-31，将每次接收的A429数据字放入32bit的数据包中发送到接收数据预处理模块；
4.根据权利要求1所述的基于硬件处理架构的远程数据集中器协议转换方法，其特征在于：步骤S212具体包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的基于硬件处理架构的远程数据集中器协议转换方法，其特征在于：在步骤S213中所能配置的最大事件触发条件为接收64个数据包，最大接收周期为320ms；
6.根据权利要求1所述的基于硬件处理架构的远程数据集中器协议转换方法，其特征在于：
7.根据权利要求1所述的基于硬件处理架构的远程数据集中器协议转换方法，其特征在于：在步骤S215中，考虑边界情况，假设每个通道同时向轮询模块发出发送请求，并且都是最大的AFDX数据帧时不会引起数据堵塞，把32bit数据字通道的待发AFDX帧缓存深度设置为128，把64bit数据字通道的待发AFDX帧缓存深度设置为256。
8.根据权利要求1所述的基于硬件处理架构的远程数据集中器协议转换方法，其特征在于：在步骤S221中外部输入应对输入各通道的数据进行流量控制，当某通道未完成输出串行数据时将不会进行下一AFDX帧的数据预处理；
9.一种基于硬件处理架构的远程数据集中器协议转换设备，应用于如权利要求 1-8任一项所述的基于硬件处理架构的远程数据集中器协议转换方法，其特征在于：包括：
...【技术特征摘要】
1.基于硬件处理架构的远程数据集中器协议转换方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于硬件处理架构的远程数据集中器协议转换方法，其特征在于：在步骤s1中首先定义写入配置寄存器的异步串口数据格式为8bits写入地址 +32bits写入数据，再根据配置寄存器的写入地址设定配置参数。
3.根据权利要求1所述的基于硬件处理架构的远程数据集中器协议转换方法，其特征在于：在步骤s211中，对于a429信号，a429串行数据接收顺序对应的a429数据字的位数为7-0,8-31，将每次接收的a429数据字放入32bit的数据包中发送到接收数据预处理模块；
4.根据权利要求1所述的基于硬件处理架构的远程数据集中器协议转换方法，其特征在于：步骤s212具体包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的基于硬件处理架构的远程数据集中器协议转换方法，其特征在于：在步骤s213中所能配置的最大事件触发条件为接收64个数据包，最大接收周期为320ms；
6.根据...
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