[发明专利]一种具有通信完整性检查功能的航空航天TTE网络系统级网关

说明书

本发明公开了一种具有通信完整性检查功能的航空航天TTE网络系统级网关，该航空航天TTE网络系统级网关由控制型队列单元、监视型队列单元、判断接收时间差单元、判断内容一致性单元和发送队列单元构成；判断接收时间差单元和判断内容一致性单元属于内部协议栈，所述内部协议栈与接收/发送并行执行的一个工作线程，用于判断控制型队列中是否有数据包需要通过内部协议栈。本发明网关能够实现系统级的时序故障隔离和内容故障隔离，在兼容设备级完整性检查的基础上，补充了设备级检查机制的不足，可以在高安全性要求且分层次的航空航天TTE网络互连中得到应用。

技术领域

本发明涉及一种应用于航空航天设备的网关，更特别地说，是指一种具有通信完整性检查功能的航空航天TTE网络系统级网关。是采用具备完整性检查功能的TTE网关来检测不同网络之间的通信时序故障和内容故障，从而达到系统级的故障隔离。

背景技术

在通信系统中，完整性(integrity)是系统在运行过程中发现故障并达到故障安全状态的能力，是可信性(dependability)的重要属性之一。

时间触发以太网(Time-Triggered Ethernet，TTE)是支持时间触发通信和速率约束通信的实时网络互连技术，它的协议标准考虑了通信和定时的完整性，已经被用于航空航天电子系统的综合化互连。

对于航空航天设备的通信的完整性，不仅通过协议芯片级的指令/监视组件，保证了交换机接口处的通信完整性，而且对于网络设备和网络系统也可以设置不同层次的完整性保证。协议芯片级的指令/监视组件与TTE网络的多冗余配置相结合，能够显著提高网络通信的可靠性。

采用TTE与航空航天设备的通信结合，即：同时具备监视和流量管制功能，不同安全关键性等级的网络区域之间可以通过具有完整性检查功能的网关实现连接，保护高安全性网络免受低安全性网络的故障影响。美国专利US 8,130,773 B2，公开了“HYBRIDTOPOLOGY ETHERNET ARCHITECTURE”，译文“一种TTE网关”，文中给出了一种具有专用拓扑结构的网络(图5C)——交织环形可用完整性网络(Braided Ring AvailabilityIntegrity Network，BRAIN)，将它作为将远程现场网络通过具有自检对(即COM/MON)的TTE网关接口与控制台相连的方案。该方案的独特之处在于网关的通信和监视模块分别具有独立的物理链路。COM(commander，译文为控制器)。MON(monitor，译文为监视器)。

为了实现航空航天网络的系统级故障隔离，本发明设计了一种具有双通道的内外结合自检的TTE网络系统级网关，使之适应于更通用的TTE网络拓扑结构。

发明内容

本发明的目的是设计了一种具有完整性检查功能的航空航天TTE网络系统级网关，该TTE网络系统级网关能够在充分利用设备级完整性检查功能的基础上，兼容两端网络的交换式传输，实现系统级的故障隔离。本发明采用交换机构建双冗余网络，实现通用拓扑下内外结合的完整性保障功能，即利用TTE交换机提供的设备级完整性保障功能，通过冗余的外部物理通信链路将交换机内部的芯片级监视流量镜像到外部物理链路网络端口，向TTE网络系统级网关输入成对的COM/MON数据包，再通过网关的内部协议栈实现一致性判决功能，网关将对接收到的成对数据包进行过滤外部的冗余链路提供数据包物理传输的完整性保障，网关内部的一致性判决提供数据包传输时间和内容的完整性保障。

本发明的一种具有通信完整性检查功能的航空航天TTE网络系统级网关，网关中至少设有控制器COM、监视器MON，其特征在于：所述航空航天TTE网络系统级网关还包括有控制型队列单元(3A)、监视型队列单元(3B)、判断接收时间差单元(3C)、判断内容一致性单元(3D)和发送队列单元(3E)；

其中，控制型队列单元(3A)内嵌在控制器COM中；

其中，监视型队列单元(3B)内嵌在监视器MON中；