[发明专利]基于双平面的时间触发以太网交换机及分组交换方法

权利要求书

1.一种基于双平面的时间触发以太网交换机，其特征在于，包括：

输入分流模块(1)，用于接收从交换机的网络接口传入交换机内部的数据帧，根据提取出的数据帧头中的帧类型值将帧数据分类为协议控制PCF帧、时间触发TT业务帧和事件触发ET业务帧，并将协议控制PCF帧送入时钟同步器(2)，将时间触发TT业务帧送入时间触发TT交换平面(3)，将事件触发ET业务帧送入事件触发ET交换平面(4)；

时钟同步器(2)，用于对协议控制PCF帧进行固化和压缩，计算出全局同步时钟值，为时间触发TT交换平面(3)提供稳定的全局同步时钟值；

时间触发TT交换平面(3)，用于对时间触发TT业务帧进行过滤，并将过滤后的帧数据转发到到输出仲裁模块(5)；

事件触发ET交换平面(4)，用于对事件触发ET业务帧进行存储和调度，并将调度后的帧数据转发到到输出仲裁模块(5)；

输出仲裁模块(5)，用于对时间触发TT交换平面(3)和事件触发ET交换平面(4)传入的数据帧进行仲裁，确定优先要发送的数据帧，所述输出仲裁模块(5)，包括：仲裁器模块(51)和数据寄存器模块(52)；仲裁器模块(51)对接收时间触发TT交换平面(3)和事件触发ET交换平面(4)传入的数据帧按时间触发TT交换平面(3)拥有绝对优先权的标准进行仲裁：

若存在时间触发TT业务帧需要输出总线发送，则仲裁器打断或阻塞ET平面的输出数据帧，并通过输出总线将时间触发TT业务帧传输到数据寄存器模块(52)进行发送；

若存在事件触发TT业务帧需要输出总线发送，事件触发ET交换平面向仲裁器发出输出申请，仲裁器根据该事件触发ET业务帧的帧长度和时间触发TT业务帧的发送窗口时间，判断该事件触发ET业务帧的发送时段是否与时间触发TT业务的发送窗口产生重叠，若不产生重叠，则通过输出总线将事件触发ET业务帧传输到数据寄存器模块(52)进行发送，否则，不允许事件触发ET业务帧的发送。

2.根据权利要求1的交换机，其特征在于：所述输入分流模块(1)，包括：

数据寄存器(11)，用于存储从交换机的网络接口传入的数据帧；

计数器(12)，用于计算数据寄存器(11)中存储数据帧的字节数；

帧头信息提取模块(13)，用于提取数据寄存器(11)中数据帧头中的类型域字段，将提取的类型域字段传输到选择器(14)；

选择器(14)，用于根据类型域字段将数据帧进行分类，即将类型域字段为“0x891d”的数据帧确定为协议控制PCF帧，送入时钟同步器(2)；将类型域字段为“0x88d7”的数据帧确定为时间触发TT业务帧，送入时间触发TT交换平面(3)；将类型域字段为其余类型的数据帧确定为事件触发ET业务帧，送入事件触发ET交换平面(4)。

3.根据权利要求1的交换机，其特征在于：所述时间触发TT交换平面(3)，包括：

调度表模块(31)，用于存储事先规划的时间调度表，时间调度表包含每种时间触发TT业务帧的转发时间点和接收时间点；

调度模块(32)，用于根据配置的时间调度表(31)，在规划的接收时间点产生数据接收指令和数据转发指令，并将数据接收指令发送到输入处理模块(33)，将数据转发指令发送到输出处理模块(35)；

输入处理模块(33)，用于接收选择器(13)传入的时间触发TT业务帧，根据调度模块(32)发来的数据接收指令，在规划的时间内开启数据接收窗口，丢弃数据接收窗口关闭后到达的数据帧，并提取时间触发TT业务ID号，丢弃业务ID号与时间调度表(31)的ID号字段不一致的接收帧，完成对触发TT业务帧的过滤；并将过滤后的帧数据传输到全互连交换网络(34)；

全互连交换网络(34)，用于将输入处理模块(33)传入的帧数据通过全互联网络转发到输出处理模块(35)；

输出处理模块(35)，根据调度模块(32)发来的数据转发指令，判断数据存储器内部是否存有一个完整的数据帧，若有，则将全互连交换网络(34)传入的帧数据转发到输出仲裁模块(5)，完成本次交换；否则，拒绝本次转发。