[发明专利]一种基于虚拟链路的时间触发通信混合数据发送调度方法

说明书

本发明公开了一种基于虚拟链路的时间触发通信混合数据发送调度方法，本发明的时槽计算和时隙计时器模块，使用并行的计时和计算结构，实现多路TT通信虚链路的发送时槽信号的计算产生和时隙计时器的工作，使得仅用两组信号即可实时监测物理链路上的数据负载状态；本发明中发送调度控制模块在不影响TT数据帧发送的同时，通过ET帧的索引比较，更有效的将ET数据帧填充到物理链路上，提高带宽利用率；本发明具有时间触发通信虚链路配置表和事件触发通信虚链路配置表，能够使得在TT数据帧和ET数据帧的发送过程中索引方式简单、数据缓存访问效率高。

技术领域

本发明属于多种通信协议发送端口对于时间触发混合通信的调度领域，具体涉及一种基于虚拟链路的时间触发通信混合数据发送调度方法。

背景技术

随着通信技术的迅速进步，以太网技术在工业控制领域、航空航天领域的应用有了实质性的进展。多数的应用方式都是在IEEE802.3标准以太网的基础上进行适应性改造，使以太网技术能够适应工业控制、航空航天等安全关键性环境的应用需求。时间触发以太网(Time Triggered Ethernet，TTE)就是在IEEE802.3标准以太网通信协议的基础上增加了分布式网络时钟同步、时间触发通信、事件触发通信和可靠性保证等技术形成的。

时间触发以太网通信与CAN、1553B、FlexRay总线等传统的总线式通信架构不同，它是基于分布式交换式互联通信架构。通信网络中存在多条独立的物理传输链路，且TTE工作在千兆全双工以太网模式下，每条物理链路都是双向独立通信，这些特性都大大增加了TTE通信调度和带宽使用的复杂度。

对于TTE通信网络中的一个端节点来说，在进行数据发送时，保证其时间触发通信流量从源节点传输至目的节点的过程中不与其他节点的时间触发流量发生冲突的情况下，理论上时间触发数据流量带宽和事件触发数据流量带宽之和可接近千兆位每秒。现有的时间触发通信混合数据调度一般采用三种方式：(1)时槽锁定，在时间触发消息发送时间窗口到来前一段时间就锁定物理链路，不发送事件触发数据，从而实现时间触发(TT)数据的按时发送。(2)事件触发(ET)数据截断，当TT数据发送时间窗口到来并且正在有低优先级ET数据占用链路时，终止ET数据发送，并切换到TT数据的发送。(3)TT消息延后，即当TT数据发送时间窗口到来并且正在有低优先级ET数据占用链路时，发送完与TT冲突的ET数据后再发送TT数据。其中，方法(1)对带宽的利用率不高；方法(2)会因为网络中出现残缺的ET消息，需要增加其他机制来保证通信的可靠性从而增加设计复杂度、降低网络通信可靠性；方法(3)会降低TT通信的实时性。

对于时间触发通信混合数据的发送，需要一种可靠灵活的发送调度机制，在保证TT通信实时性的同时，提高物理链路的带宽利用率。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种基于虚拟链路的时间触发通信混合数据发送调度方法，能够达到时间触发以太网通信高带宽、强实时性应用需求。

为了达到上述目的，本发明包括时间触发通信虚链路配置表、事件触发通信虚链路配置表、时槽计算和时隙计时器模块、发送缓存和发送至发送调度控制模块，时间触发通信虚链路配置表中每条TT虚链路的使能信号和通信时槽的时间信息发送至时槽计算和时隙计时器模块，时间触发通信虚链路配置表将TT虚链路配置表与发送调度模块的内部互联信号发送至发送调度控制模块，事件触发通信虚链路配置表将事件触发通信虚链路数据信息传送至发送调度控制模块，时槽计算和时隙计时器模块将控制信号连接至发送调度控制模块；

所述时间触发通信虚链路配置表包含端节点所有的时间触发通信虚链路的配置信息，每条TT虚链路的配置信息包括虚链路ID、发送周期、集群周期中的发送时刻点、最大帧长度、虚链路对应数据缓存指针、待发送的数据缓存指针有效标识和待发送的数据帧大小；