[发明专利]AS5643总线中包含等时数据包的传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种AS5643总线中含有等时和异步传输的优化传输方案。

背景技术

IEEE-1394是由苹果(Apple)公司首先提出的一种高性能串行总线技术(又称Firewire),1995年IEEE制定并颁布了IEEE-1394标准,目前该总线技术在国内外都得到了广泛的应用。该串行总线可同时支持等时和异步传输，能够提供上千兆的数据传输率，且不需要主机进行控制。随着嵌入式系统技术的发展,对于系统总线的要求也越来越高，电子系统设计师面临着高速、实时、远距离、易于连接等需求所带来的压力，IEEE-1394串行总线以其高速率、等时/异步传输模式及灵活的拓扑结构为工程师提供了一种有效的可选解决方案。数据总线作为综合电子系统的核心,它的可靠性是保证综合电子系统功能有效实现的关键，但普通IEEE-1394总线不能满足高可靠性和确定性的要求，为此，美国汽车工程师协会在IEEE-1394总线的基础上做了一些限定和补充，经改进后的IEEE-1394标准称为AS5643，并在美国的F-35联合攻击战斗机中得到了成功应用。

普通IEEE-1394协议是以125μs为一个循环周期，每个周期采用发送循环开始包的方式进行网络同步，每个循环周期又分为等时周期和异步周期，分别在等时和异步周期中传输等时包和异步包。而AS5643协议则加长了循环周期的时间（如10ms、12.5ms等），由于AS5643协议中的大部分通信都采用异步流包来实现，所以取消了循环开始包的发送，并采用CC节点（主控节点）发送STOF包（帧开始包）的方式进行网络节点同步，为各个节点设置了不同的收发传输偏移，各个节点严格按照与STOF包的偏移时间进行数据收发，从而使数据的传输具有确定性。

在综合化航空电子系统中，通常需要传输音视频类的数据，这类对传输正确性要求不高的数据可以采用异步流包的方式来传输，但是，AS5643协议将IEEE-1394协议中异步流包的有效载荷部分进行了扩展，附加了一些额外的协议数据字段，采用AS5643协议定义的异步流包来传输音视频数据则会带来不必要的开销，造成总线资源的浪费。

在AS5643总线上传输音视频数据的另一种方案是采用等时数据包，针对需要传输等时数据包的情况，AS5643协议中采取的方案是：直接开启周期性发送的循环开始包（以125μs为周期），让等时包和异步包进行交错传输的方式。AS5643总线上传输的等时包与普通IEEE-1394等时包格式完全相同（AS5643协议中规定的等时包没有附加的协议数据字段）。根据AS5643协议，总线上每个节点都按照设定的与帧开始包的偏移时间来传输数据，偏移时间的设置可以让数据的发送和接收更具有时间确定性。然而，等时包的加入需要引入循环开始包，且在循环开始包之后等时包会抢先进行传输，附图4是AS5643协议中含有等时和异步传输的示意图，采用该方式会使当前正准备传输的异步流包产生延迟，图4中节点i的异步传输被等时传输延迟了，且该时间延迟会产生累积效应，STOF包和普通的异步流包都可能被延迟，最终会导致AS5643总线上的数据传输时间不确定，造成‘软’不确定性问题。当总线上传输的异步流数据包对时间要求比较苛刻时，总线传输的‘软’不确定性会影响整个系统的正常运作，甚至会带来严重后果。

发明内容

本发明目的是针对现有AS5643总线传输等时包会带来不确定性的问题，提供一种能够避免等时包与异步包交错传输、避免循环开始包占用总线资源、兼容不支持等时传输的AS5643远程节点的优化传输方案，可以在不破坏AS5643总线确定性的提前下引入等时传输。

本发明的上述目的可以通过以下措施来得到，一种AS5643总线中包含等时数据包的传输方法，具有如下特征：总线的一个数据传输帧周期被分为等时时隙和异步时隙两个部分，其中等时时隙内包含了可使节点发送多个同一通道等时数据包的多个循环周期，并且在等时时隙内发送的循环开始包数量，由等时时隙时间规划来确定；等时时隙内只传输等时数据包，相应地，异步时隙内则只传输异步包，且异步包相对于帧开始包的收发偏移时间都设置在异步时隙内；在异步时隙内关闭循环开始包的周期性发送，由总线上的主控节点控制循环开始包的周期性发送和禁止发送。