[发明专利]双余度实时网络选择系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种实时网络选择系统，用于实时网络中多个设备的切换，使得多个设备能够根据控制指令选择接入网络。

背景技术

实时网络中要求两个冗余的设备都连接上网，但是由于交换机的端口数量有限，两个设备无法同时在连接交换机的一个端口上。

对于飞控系统而言，设备的网卡本身即具有2个互为冗余的网口，两个交换机构成一套交换机，分别对应一个设备的2个网口，形成A、B两路通道。此时若要求再增加一台冗余设备，则两个设备只能择一连接交换机的一个端口上。

发明内容

本发明旨在提供一种实时网络选择系统，用以实现同时连接多个设备和一套交换机，通过离散量控制选择其中一个设备上网。

本发明的技术方案如下：

双余度实时网络选择系统，设置于设备与交换机之间，所述设备、交换机均有两个，每个设备的网卡本身即具有A、B两个网口，两个设备各自的A、B网口与A、B两个交换机形成并行的A、B两路数据传输通道；该双余度实时网络选择系统的主体为大规模FPGA，所述大规模FPGA包括外部控制指令接收端口、发送控制模块(TxCtrl)、接收控制模块(RxCtrl)、用以完成六个MAC的初始化配置的网络配置模块(NetCfg)以及对应于四个网口和两个交换机的共计六个MAC；所述发送控制模块(TxCtrl)设置有A通道发送缓冲区和B通道发送缓冲区，所述接收控制模块(RxCtrl)设置有A通道接收缓冲区和B通道接收缓冲区；这样，A通道发送/接收缓冲区对应于两个设备的A通道网口和交换机A，B通道发送/接收缓冲区对应于两个设备的B通道网口和交换机B；A通道上两个设备的A网口经A通道发送/接收缓冲区与A交换机链接，B通道上两个设备的B网口经B通道发送/接收缓冲区与B交换机链接。

上述网络配置模块(NetCfg)主要包括链路速率配置、CRC配置、MAC地址配置、传输帧长配置以及看门狗控制电路。

上述A通道发送/接收缓冲区和B通道发送/接收缓冲区均由静态分配模式的多个子缓冲区组成，每个子缓冲区的第一个单元放置帧长度，其余单元放置帧数据。

上述四个缓冲区的大小均为4096×32位，其中每个缓冲区由10个400×32位大小的子缓冲区组成。

上述两个设备互为备份，也可以是不同的工作设备。

本发明具有以下优点：

该实时网络选择系统具有低延迟的特性，能够实时地在交换机和设备之间传递数据，保证网络的确定性。

通过离散量控制选择其中一个设备上网，另一个设备处于热备份状态。一旦需要切换，离散量电平状态改变，实时网络选择系统切换热备份的设备(另一个设备)连接到交换机上网。

附图说明

图1是实时网络选择系统连接关系图；

图2是实时网络选择系统原理框图。

具体实施方式

本发明提出的实时网络选择系统为双余度以太网网络，每个设备支持A、B两个以太网物理端口，分别连接到两台实时以太网交换机(交换机A和交换机B)上。实时网络选择系统用于互为备份的2台设备连接到一套交换机提供连接通路，其连接关系如图1所示。外部监控对两个设备(网卡)进行判断，通过向双余度实时网络选择系统发送外部控制指令，选择确定其中的一个设备与交换机建立链接。

实时网络选择系统采用大规模FPGA实现，网络选择通过MAC层数据接口的选择控制实现，如图2所示。实时网络选择系统包括6个MAC、1个网络配置模块(NetCfg)、1个发送控制模块(TxCtrl)和1个接收控制模块(RxCtrl)。

网络配置模块完成6个MAC的初始化配置等工作，主要配置内容包括：

a.链路速率配置：根据10M/100M_IN信号，高电平配置为100Mbps，低电平配置为10Mbps；

b.CRC配置：配置各个MAC不进行CRC的判断、处理和增加，保持原始帧在交换机和端系统之间的传输；

c.MAC地址配置：配置各个MAC初始地址为：00-00-00-00-00-00，设置MAC发送帧时不进行MAC地址的填充；

d.传输帧长配置：配置MAC不限制传输帧的长度，即便通信中出现了小于64字节或者大于1518字节的帧，也直接传输到目的端。

此外，网络配置模块还进行看门狗的控制，按照1s的周期喂狗。看门狗输出低电平时复位整个模块。