一种基于时间的通信调度方法技术

本发明专利技术涉及一种基于时间的通信调度方法，包括1)给每个发送虚链路配置参数，参数包括控制参数和时间参数；2)给将所有发送虚链路按照各自的时间参数依次排列；3)虚链路的发送缓冲区缓冲发送帧；4)调度器在一个群周期内，按照发送虚链路的时间参数逐个访问虚链路，根据各虚链路配置的时间参数发送保存在发送缓冲区的帧数据。本发明专利技术提供了一个时间触发的调度机制，支持时间触发通信，相比于事件触发机制的普通以太网通信具有实时性强的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于时间的通信调度方法
本专利技术属于通信

技术介绍
现有的机载总线、网络技术在传输带宽、确定性、实时性等特性方面存在技术缺陷，不能满足安全关键领域如飞行控制系统等的通信需求。因此，目前飞机出现了多种机载通信网络技术的融合：1553B总线、ARINC429、FC网络、CAN总线、AFDX网络等各种网络技术集中于同一架作战飞机中，为作战飞机的升级、调试、换代等维护方面增加了不少困难。因此，需要提出一种方法，解决普通以太网上传输时间触发通信满足安全关键领域的应用要求。在高安全通信中，需要保证通信的实时性。事件触发机制的普通以太网通信由于随机性导致通信延迟、抖动较大，无法满足安全关键领域的应用要求。
技术实现思路
为了提高网络的实时性，本专利技术提供一种基于时间的通信调度方法。本专利技术的技术解决方案如下：一种基于时间的通信调度方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：1】配置参数：给每个虚链路发送虚链路配置参数，所述参数包括控制参数和时间参数；所述控制参数包括表示发送虚链路是否有效的参数、发送虚链路的最大帧长、发送虚链路的ID号；所述时间参数包括发送虚链路所在的整合周期、发送时刻，多个所述发送时刻组成一个整合周期，多个所述整合周期组成一个群周期；2】发送虚链路排序：将所有发送虚链路按照各自的整合周期及发送时刻依次排列，以便于调度器依次发送消息；3】发送虚链路缓冲发送帧：虚链路的发送缓冲区缓冲发送帧；所述发送缓冲区的内容包括数据有效标志、上层标志、下层标志、帧长度、帧数据；4】调度器调度：调度器在一个群周期内，按照发送虚链路的时间参数逐个访问发送虚链路，根据各发送虚链路配置的时间参数发送保存在发送缓冲区的帧数据。当调度器的本地时间的整合周期和发送时刻都为零时，调度器从第一个发送虚链路开始调度；当调度器的本地时间与该虚链路的时间参数匹配时，调度器读取该发送虚链路的发送缓冲区；如果发送缓冲区的数据缓冲区的数据有效；则发送该缓冲区的帧数据，否则跳到下一个发送虚链路。上述步骤1】中控制参数还包括发送余度选择；所述步骤4】中发送保存在发送缓冲区的帧数据是采用余度控制的方式：调度器通过一个或两个端口同时将发送缓冲区的帧数据发送。上述步骤3】中对发送缓冲区的访问采用如下策略：3.1】上层发送时，首先置发送缓冲区的上层标志位为占用，然后填写数据单元，再设置上层标志为未占用，并置数据有效，在此过程中，下层不允许访问；3.2】当到达该发送虚链路发送的发送时刻，调度器读发送缓冲区的数据有效标志，当数据标志为有效时，置下层标志为占用，读出缓冲的数据，最后置数据有效标志为无效，并置下层标志为未占用。本专利技术与现有技术相比，优点是：本专利技术的基于时间的通信调度方法，提供了一个时间触发的调度机制，支持时间触发通信，相比于事件触发机制的普通以太网通信具有实时性强的优点。附图说明图1是发送调度过程；图2是发送缓冲区的定义。具体实施方式一种基于时间的通信调度方法，所采用的整体结构如图1所示。包括4个部分：通信配置、发送缓冲区、调度器和余度控制。发送通信配置单元用于保存每个发送虚链路(VL)的配置参数，发送缓冲区用于保存待发送的数据帧，调度器执行128个VL的通信调度功能，余度控制用于双余度网络的发送控制。本专利技术的调度方法包括以下步骤：1】配置参数给每个虚链路发送虚链路配置参数，所述参数包括控制参数和时间参数，所述控制参数包括表示发送虚链路是否有效的参数、发送虚链路的最大帧长、发送余度选择、发送虚链路的ID号；所述时间参数包括发送虚链路所在的整合周期、发送的时刻；多个整合周期组成一个群周期，多个发送时刻组成一个整合周期。2】发送虚链路排序将所有发送虚链路按照各自的整合周期及发送时刻依次排列，以便于调度器依次发送消息。发送通信配置单元用于保存每个发送VL的配置参数，每个VL包含2个32位的寄存器：发送控制寄存器TCR和发送时间寄存器TTR。采用DPRAM实现，容量1kB。TCR用于描述VL发送的控制参数，包括：EN：VL有效。值为1时表示该发送VL有效；Lmax：最大帧长，取值范围64～1518，单位字节；TRC：发送余度选择，高位控制MAC2，低位控制MAC1，0表示禁止发送，1表示允许发送；VL_ID：该VL的ID号。TTR用于描述VL发送的时刻，即在ClusterCycle内的IntegrationCycle和Clock。参数包括：LINTEG：local_integration_cycle，发送所在的整合周期；(如何理解发送)LCLK：local_clock，发送的时刻，单位8ns，最大可表示134ms。3】虚链路的发送缓冲区缓冲发送帧，由于采用时间触发的通信机制，因此不需要大的缓冲区，每个VL能够保存一帧，并通过标志保护数据一致性，设计为1600B，共计200kB。内容包括：DVLD：数据有效标志，为1时有效，0时无效；UF：上层(协议栈软件)标志，为0x5555_5555时表示上层占用，0时上层未占用；LF：下层(发送调度器)标志，为0xAAAA_AAAA时表示下层占用，0时下层未占用；FLEN：帧长度，单位为字节；FDATA：帧数据。4】发送调度器仅在同步稳定状态下(SM_STABLE或者SC_STABLE)，也就是说，调度时，各个节点间要求时间同步，按照时间次序逐个调度发送。每当本地时间的local_integration_cycle和local_clock都为0时，从第一个VL开始调度。当本地时间与该VL的时间参数匹配时，读该VL的发送缓冲单元，如果DVLD有效则进行发送操作，否则跳到下一个VL。发送缓冲区访问的策略是：上层发送时，首先置上层标志UF为0x55，然后填写数据单元，再清UF标志为0，并置数据有效DVLD为1。在此过程中，下层不允许访问。当到达该VL发送的时间点，调度器读DVLD，有效时置下层标志LF为0xaa，然后读出缓冲的数据，最后清除DVLD和LF为0。为了保证发送的可靠性，余度控制单元根据配置，将消息通过端口A、端口B或者两个端口同时进行发送。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于时间的通信调度方法，其特征在于：包括以下步骤：1】配置参数：给每个发送虚链路配置参数，所述参数包括控制参数和时间参数；所述控制参数包括表示发送虚链路是否有效的参数、发送虚链路的最大帧长、发送虚链路的ID号；所述时间参数包括发送虚链路所在的整合周期、发送时刻，多个所述发送时刻组成一个整合周期，多个所述整合周期组成一个群周期；2】发送虚链路排序：将所有发送虚链路按照各自的整合周期及发送时刻依次排列，以便于调度器依次发送消息；3】发送虚链路缓冲发送帧：虚链路的发送缓冲区缓冲发送帧；所述发送缓冲区的内容包括数据有效标志、上层标志、下层标志、帧长度、帧数据；4】调度器调度：调度器在一个群周期内，按照发送虚链路的时间参数逐个访问发送虚链路，根据各发送虚链路配置的时间参数发送保存在发送缓冲区的帧数据。

【技术特征摘要】
1.一种基于时间的通信调度方法，其特征在于：包括以下步骤：1】配置参数：给每个虚链路发送虚链路配置参数，所述参数包括控制参数和时间参数；所述控制参数包括表示发送虚链路是否有效的参数、发送虚链路的最大帧长、发送虚链路的ID号；所述时间参数包括发送虚链路所在的整合周期、发送时刻，多个所述发送时刻组成一个整合周期，多个所述整合周期组成一个群周期；2】发送虚链路排序：将所有发送虚链路按照各自的整合周期及发送时刻依次排列，以便于调度器依次发送消息；3】发送虚链路缓冲发送帧：虚链路的发送缓冲区缓冲发送帧；所述发送缓冲区的内容包括数据有效标志、上层标志、下层标志、帧长度、帧数据；4】调度器调度：调度器在一个群周期内，按照发送虚链路的时间参数逐个访问发送虚链路，根据各发送虚链路配置的时间参数发送保存在发送缓冲区的帧数据。2.根据权利要求1所述的基于时间的通信调度方法，其特征在于：当调度器的本地时间的整合周期和发送时刻都为零时，调度器从第一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄韬，王红春，陈长胜，何向栋，李大鹏，田园，刘智武，张旭，张立辉，邱征，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司第六三一研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61