[发明专利]一种面向时间触发通信的动态锁定时槽方法

说明书

本发明公开了一种面向时间触发通信的动态锁定时槽方法，本发明按照需求动态分配TT时槽，在TT帧时槽到来前，能够持续进行帧传送，带宽利用率得到提升，在TT帧负载较低且有多个交换机存在的级联系统中，带宽利用率提升显著。本发明在软件发送TT帧时候就已经知道是否有TT帧需要传送，仲裁机制得到简化。

技术领域

本发明属于时间触发以太网通信领域，具体涉及一种面向时间触发通信的动态锁定时槽方法。

背景技术

在时间触发以太网(简称TTE)中，传输的帧类型包括TT帧，RC帧和BE帧。由于TT帧在整个网络传输中具有最高优先级，而RC帧和BE帧是在TT数据传输完成的基础上，利用网络剩余的带宽进行传输。故为了保证TT帧的优先传输，发送端在进行时槽分配时采用无论是否存在TT通信皆预留TT时槽，即时槽锁定的方法。

该方法是在TT帧时槽到来前的一段时间信道锁定，该时间段不可以发送帧，等到TT帧时槽到达时有TT帧则发送TT帧，没有则按照优先级先后发送RC帧或者BE帧。

这种机制使得无论是否有TT帧需要传输，静态时槽锁定时间均不能发帧，这样会造成带宽浪费。而底层在TT帧时槽到达前夕需要监控信道以判断是否有TT帧需要传送，根据信道情况与能够传输的帧类型和长度来判断适宜传输的帧。这样的仲裁机制也相对复杂。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种面向时间触发通信的动态锁定时槽方法，能够在不改变帧长的前提下，按照需求动态分配TT时槽，在TT帧负载较低的情况下能够有效提高网络带宽利用率。

为了达到上述目的，本发明包括以下步骤：

步骤一，在发送端，软件配置TT帧寄存器时，配置下一个TT帧时槽是否有TT帧需要传输的信息；

步骤二，TT帧组帧时，需要传输的信息将填充在目的地址的对应字节内，同时，该信息会被存储在发送调度模块的本地fifo中；

步骤三，当TT帧时槽到来时，软件会将本帧发送，同时，读取发送调度模块存储下一个TT帧是否有效的本地存储单元，如果有效，则将下一时槽留给下一个TT帧进行发送；如果无效，则根据优先级由高到低的原则，判断此时如果有RC帧，则该TT时槽留给RC帧，没有RC帧，则将该TT帧时槽留给BE帧进行发送；

步骤四，当交换机收到TT帧时，解析帧的目的地址为填充有需要传输的信息的字节；

步骤五，判断下一个TT时槽是否还是TT帧，若是，则返回步骤二，若否，则所有TT帧发送完成。

所述发送端包括主机内存、逻辑储存和发送仲裁，逻辑储存和发送仲裁均为FPGA。

步骤一中，FPGA解析TT帧的信息位，如果为1，则将该帧写入FPGA缓存中，同时，将信息位写入标志TT帧有无的缓存空间。

步骤二中，发送端在TT帧组帧时，在目的地址段的常数域中加入下一帧TT帧时槽是否有TT帧需要传输的标志位，在下一帧发送时解析该标志位，若有TT帧需要传送，则在TT帧时槽传送TT帧，如果没有，则该时槽传输RC帧或BE帧。

步骤三中，FPGA控制发送时，在TT帧的时槽，先查找信息位，如果信息位为1，则在下一个TT帧时槽读取TT帧缓存，发送到链路；如果为0，则查看RC帧，如果有，则在下一个TT帧时槽发送RC帧，若无，则发送BE帧。

步骤四中，接收端的FPGA根据接收到信息的帧头携带的帧类型信息将TT、RC和BE分别接收缓存。

步骤五中，软件在配置TT帧寄存器时遇到下一帧无帧发送的情况时，将TT帧中有无信息的位置标识为0，随后传递给FPGA，FPGA检测到该帧信息位为0，则该帧不被写入FPGA缓存中，信息位写入FPGA中标志TT帧有无的缓存空间。