[发明专利]一种支持AFDX协议交换引擎的数据监控的交换机及交换方法

说明书

技术领域

本发明涉及航空电子技术领域，特别是涉及AFDX交换机。

背景技术

根据ARINC664规范，AFDX交换机与商用以太网交换机主要有以下几点不同：

1)支持基于虚拟链路（Virtual Link，简称VL）的单播和组播；

2)支持基于虚拟链路的流量控制策略；

3)支持基于虚拟链路的两种优先级设置；

4)支持基于端口的数据缓冲空间大小配置；

5)交换机的交换过程具有确定的可预计延迟时间；

6)拥有一个符合AFDX规范的终端接口。

这些不同之处决定了AFDX交换芯片的交换结构与商用交换芯片的交换结构不完全相同。首先商用交换芯片的路由表变成了固定的虚拟链路配置表，路径选择要根据虚拟链路信息实现单播和多播功能，其次AFDX交换芯片添加了基于虚拟链路的流量策略控制和优先级机制。同时AFDX交换芯片交换结构的设计要保证帧在传递过程中具有可确定的延时。

如何能够实时监控交换机的输入输出数据，就必须在交换引擎中加入相应的数据监控设计，同样可以采用共享存储方式来实现数据的监控。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的发明目的在于提供一种支持AFDX协议交换引擎的数据监控的交换机，实现正常的数据交换和监控数据隔离；可以监控被正常交换过滤的帧；为监控数据帧增加时间戳和错误类型。

本发明的发明目的通过以下技术方案来实现：

一种支持AFDX协议交换引擎的数据监控的交换机，包含正常转发的交换结构，所述正常转发的交换结构包含N个输入端口、N个输出端口和参数配置表，负责根据参数配置表中的参数进行数据过滤，将正常的数据的转发，还包含监控交换结构和监控配置表，负责监控数据的转发和过滤，所述监控交换结构包含2N个监控输入端口和2个监控输出端口，监控输入端口分别连接交换机的N个输入端口和正常转发的交换结构的N个输出端口，监控输入端口根据监控配置表对输入输出数据监控并加上监控标识转发至2个监控输出端口。

优选地，所述监控交换结构还包含：

串-并转换模块:将监控输入端口的串行以太网数据转换为并行数据输入到监控共享存储器；

并-串转换模块：将监控共享存储器中的并行数据转换为串行以太网数据输出；

时钟分片单元：提供供监控共享存储控制器对2N个监控输入端口和2个监控输出端口进行时间片轮询访问的定时周期；

监控共享存储控制器：按时钟片对监控共享存储器进行轮询访问；

监控空地址指针队列：监控共享存储器中空地址的管理；

多播计数单元：多路转发时的计数控制；

监控输出队列、监控输出队列调度器：完成监控输出队列数据的调度工作。

优选地，所述监控配置表中定义的监控参数有：

监控状态：是否需要监控；

监控速度：10M、100M；

监控模式：虚拟链路监控或端口监控；

监控输入端口：需要监控的输入端口号；

监控输出端口：需要监控的输出端口号；

监控VL：表示需要监控的VL。

优选地，所述正常转发的交换结构还包含存储控制器、共享存储器、空闲地址指针队列、输出队列调度器；

存储控制器用于对输入端发出请求以时钟片轮询的方式做出仲裁，从空闲地址指针队列中取出一个空地址，将数据写入这个空地址所指向的共享存储器空间，并将这个空地址和其他相关信息写入对应输出端口的输出队列中；

输出队列调度器以时钟片轮询的方式从每一个输出端口非空的输出队列中读出被缓存的帧的存储地址和其他信息，根据存储地址从共享存储器空间中读出帧数据并向输出端口发送。

本发明的另一目的在于提供一种支持AFDX协议交换引擎的数据监控的交换机的交换方法，包含以下步骤：

A）交换机的输入数据在进入交换机的时候同时输入正常转发的交换结构的输入端口和监控交换结构的监控输入端口；

B）对进入正常转发的交换结构的数据根据参数配置表进行过滤，将错误帧丢弃，正常数据进行存储转发输出到输出端口及监控输入端口；

C）监控输入端口解析输入数据的信息并提取出虚拟链路号，根据该虚拟链路号通过监控交换结构与CPU的接口读取监控配置表，读入监控参数，判断该数据是否需要被监控；

D），根据参数配置表和监控配置表判断数据帧的转发信息和数据帧的错误信息并添加到数据帧中；

E）监控数据输入监控交换结构存储转发；