[发明专利]一种兼容通用TTE的uTTE网络系统

说明书

本发明公开了一种兼容通用TTE的uTTE网络系统，其中uTTE端系统上包含协议组包和解包模块、时间感知调度功能模块：协议组包和解包模块将应用产生的数据按照约定的配置进行UDP/IP/MAC三层协议打包以及对接收到的数据进行解包处理，打包好的数据帧按照不同虚通道先完成先进入方式进入到TT帧核心调度缓存等待调度；时间感知调度功能模块在计时器计时到达虚通道对应的TDMA周期中的发送时隙的开始时刻，从TT帧核心调度缓存取出一帧数据帧发送。本发明使每个端系统产生的、通过不同的虚通道传输的应用数据按照周期性的串行调度方式接入到交换机中，实现交换具备在无配置、无自学习模式下的确定性交换转发。

技术领域

本发明属于航空电子系统中的机载总线通信技术领域，涉及一种兼容通用TTE的uTTE网络系统，以实现时间触发通信架构下以太网的高实时性和高确定性的通信。

背景技术

时间触发以太网(TTE)属于时间触发架构下的新一代航空机载总线，在引入了时钟同步机制的基础上建立了全局的网络同步时钟，通过确定性的时间触发通信机制保证无竞争的TT帧通信，极大提高了网络通信的时间确定性和实时性；同时支持事件触发通信帧的传输，满足不同时间关键性等级的应用任务集成。

由于飞机电子系统中(航电、机电、飞控)各功能域内部的数据通信特性不同、各功能域内部采用不同的通信架构和通信协议进行传输，如RS422、232、A429、825、717、ARINC825、1553B、TTP、1394、AFDX等，通信种类多样导致连接器种类多样、连线复杂、线缆重量大和成本高、互联互通设计复杂度高，电磁环境复杂。为了解决上述问题，需要通过采用统一协议体制在充分满足当前航电、机电、飞控等各功能域内部的数据通信需求基础上，实现各系统进一步综合需求以及无缝互联，简化系统架构设计。

同时上述提起的几种主流的航空机载总线网络，由于采用基于事件触发通信机制，网络的端系统随时接入通信，有消息即可发送，不可避免的造成传输竞争，给端到端数据流传输带来不可控的延时和抖动，无法满足新型的航空电子系统对不同时间关键性和安全性相关的分布式通信应用的需求。

一种兼容通用TTE的新型网络系统uTTE(简易时间触发以太网)可与标准的TTE网络架构协同同步，并与标准TTE架构形成两层网络架构，为航电延伸领域或者为航电和机电结合架构统一协议网络提供分层同协议的架构设计，分层架构之间可以通过规划实现基于统一时钟上的统一时间触发架构通信。

兼容通用TTE网络的uTTE网络系统为uTTE网络系统提供交换端口连接应用设备实现各设备间的通信，同时提供端口可以级联到实现航电系统通信的标准TTE网络中，实现跨功能域的统一协议设计。

发明内容

针对飞机电子系统各功能域内部采用不同的通信架构和通信协议进行传输，导致连接器种类多样、连线复杂、线缆重量大和成本高、互联互通设计复杂度高的问题，本发明的发明目的在于提供一种兼容通用TTE网络的uTTE网络系统，采用系统级的网络架构设计约束，设计每个uTTE端系统产生的、通过不同的虚通道传输的应用数据按照周期性的串行调度方式接入uTTE到交换机中，实现交换具备在无配置(标准TTE转发需要大量配置)、无自学习模式(以太网自学习交换路由)下的确定性交换转发，该机载总线可以胜任飞控和机电等实时性要求和安全性要求苛刻的控制分系统的应用场合，同时能过与采用通用TTE网络协议通信的航电网络进行无缝的互联对接。

本发明的发明目的通过以下技术方案实现：

一种兼容通用TTE的uTTE网络系统，包括uTTE端系统和uTTE交换机，uTTE交换机的其中一个端口连接TTE网络的交换机，uTTE端系统连接在uTTE交换机的端口上，在uTTE端系统上包含协议组包和解包模块、时间感知调度功能模块、TT帧核心调度缓存用于uTTE端系统的应用数据发送；其中：