[发明专利]一种时间触发以太网端节点的冗余通信接收管理系统及方法

权利要求书

1.一种时间触发以太网端节点的冗余通信接收管理方法，其特征在于，当报文数据为时间触发/速率受限报文数据时，包括以下步骤：

1)时间触发/速率受限报文首先传输到MAC层，经MAC层进行协议处理后的数据流传送至报文控制信息捕获模块，报文数据传送至可冲刷接收FIFO模块；所述可冲刷接收FIFO模块冲刷和写入操作都以一帧网络报文为单位；所述可冲刷接收FIFO模块的个数与冗余的MAC接收通道个数相同；

2)报文控制信息捕获模块捕获当前时间触发/速率受限报文的报文控制信息并生成虚链路编号N，将报文控制信息和虚链路编号N共同传递至完整性检查模块；生成虚链路编号N的具体方法为：

根据报文控制信息捕获模块提取的虚链路号与配置控制模块传递至报文控制信息捕获模块的虚链路信息将接收的时间触发/速率受限报文的虚链路号映射转换为一个虚链路编号N，该编号表示当前虚链路是接收节点的第N条虚链路；

3)通过完整性检查模块检查报文的完整性，并将检查有效的报文的报文信息传递至控制信息时序重排模块，检查无效的报文丢弃；检查报文的完整性包括时间完整性检查和顺序完整性检查；其中：

时间完整性检查是在MAC层接收到一个时间触发网络报文数据时，检查报文的接收时刻点是否落在所属虚链路预期的接收时间窗口内，落在接收时间窗口内，将报文的控制信息传递给控制信息时序重排模块；没有落在对应时间窗口内时，根据软件配置对当前报文进行处理；

顺序完整性检查是对MAC接收的时间触发网络报文和速率受限报文的序列号进行检查，当接收到某一条虚链路的网络报文时，检查序列号是否遵守以下规则：a、上电复位后，虚链路的第一个报文的序列号为0，后续报文序列号都累加1；b、当前报文的前一个报文的序列号为0xFF时，序列号回转到1继续累加；c、每当端系统发生复位时，所有虚链路的序列号都将从0开始；符合规则的报文则顺序完整性检查通过，报文控制信息提交到控制信息时序重排模块；否则，完整性检查模块将报文丢弃信号给至可冲刷接收FIFO模块进行报文数据冲刷丢弃；

无效的报文丢弃的具体方法为：

完整性检查模块或冗余管理模块将报文丢弃信号送至可冲刷接收FIFO模块中，通过可冲刷接收FIFO模块进行数据冲刷，丢弃无效的报文；

4)通过控制信息时序重排模块对报文信息进行时序重排后送至冗余管理模块，使冗余管理模块同一个时刻仅执行一个数据包的冗余管理；

5)通过冗余管理模块对报文信息进行冗余管理，判断报文的有效性；并将有效报文的帧信息写入到控制信息FIFO模块中，无效的报文丢弃；判断报文的有效性的具体方法为：

冗余管理模块通过内部设置的RAM表中的序列号值与新报文的序列号值进行对比判断报文的有效性；当新报文的序列号是RAM表中对应虚链路已经接收的序列号，新报文为无效报文；否则，新报文为有效报文；

6)通过接收数据分发模块读取控制信息FIFO模块中存储的报文控制信息，并根据报文控制信息从可冲刷接收FIFO模块中读取报文数据，并将速率受限报文和时间触发报文分别写入端节点控制器的速率受限接收缓存和时间触发接收缓存；所述报文控制信息包括报文的虚链路ID号、报文类型、报文长度和序列号信息。

2.一种时间触发以太网端节点的冗余通信接收管理方法，其特征在于，当报文数据为标准报文数据时，包括以下步骤：

a)通过报文控制信息捕获模块检测MAC层接收到标准报文时，报文控制信息捕获模块根据标准通道选择控制信号将所选通道的标准报文控制信息写入到控制信息FIFO模块中，非选定通道的标准报文直接丢弃；

b)通过接收数据分发模块从控制信息FIFO模块中读取标准报文的控制信息，并根据控制信息从可冲刷接收FIFO模块中读出相应标准报文数据并写入到端节点控制器的标准接收缓存。

3.一种实施权利要求1或2所述方法的冗余通信接收管理系统，其特征在于，包括报文控制信息捕获模块、完整性检查模块、控制信息时序重排模块、冗余管理模块、控制信息FIFO模块、可冲刷接收FIFO模块和接收数据分发模块；其中：

报文控制信息捕获模块用于同时对冗余的MAC接收通道独立进行检测，当MAC层接收到一个时间触发网络报文或速率受限网路报文时，报文控制信息提取模块会捕获当前报文的报文控制信息，并提交到完整性检查模块；当MAC层接收到一个标准网络报文时，报文控制信息捕获模块根据配置控制信息将报文控制信息写入到控制信息FIFO模块；

完整性检查模块用于对MAC通道独立进行完整性检查，通过完整性检查的报文数据送至控制信息时序重排模块；未通过完整性检查的报文数据，完整性检查模块将报文丢弃信号给至可冲刷接收FIFO模块；

控制信息时序重排模块用于将随机到达的相互冗余的时间触发通信网络包的帧控制信息进行重新排序后提交至冗余管理模块，使冗余管理模块同一个时刻仅执行一个数据包的冗余管理；

冗余管理模块用于处理时间触发通信和速率受限通信的报文，并判断报文的有效性，并将有效报文的帧信息写入到控制信息FIFO模块中，无效的报文丢弃；

控制信息FIFO模块用于当接收的报文数据被确认接收时，写入报文数据的控制信息；

可冲刷接收FIFO模块用于缓存接收管理模块接收处理的网络报文，并当接到MAC层、完整性检查模块和冗余管理模块给出当前报文丢弃信号时，进行数据冲刷丢弃报文数据；

接收数据分发模块用于读取控制信息FIFO模块中的报文控制信息，并根据报文控制信息将可冲刷接收FIFO模块中的帧数据读出来并写入到时间触发以太网端节点控制器的相应类型的数据缓存中。