[发明专利]一种时间触发以太网交换机结构

说明书

本发明提供了一种时间触发以太网交换机结构，属于机载网络通信技术领域。时间触发以太网交换机作为机载网络通信系统中的数据转发节点，需要同时兼容时间触发、AFDX、事件触发等不同消息类型，对系统通信性能具有重要影响作用。针对时间触发通信交换机的功能需求，本发明提出了一种支持混合业务的、高效数据存储和转发的时间触发以太网交换机结构，通过分开存储和处理的方式提高数据转发的并行处理能力，采用时间触发、AFDX、事件触发消息分开排队的方式实现混合业务的处理能力，通过时间触发消息的抢断发送机制保证其确定性。

技术领域

本发明属于机载网络通信技术领域，涉及一种时间触发以太网交换机结构。

背景技术

时间触发通信交换机是时间触发以太网的重要组成部件，负责数据帧的处理和转发，对时间触发通信系统的实时性、确定性、可靠性等性能影响很大。为了保证时间触发通信数据帧的确定性，同时兼容传统的事件触发数据帧，时间触发通信交换机需要兼容不同数据类型的处理功能，而且要保证其他通信数据流不影响时间触发通信的传输任务。因此，相比于传统的以太网交换机，时间触发以太网交换机的处理任务和复杂性显著增加，在保证确定性提升的同时，还要保证系统并行数据转发能力。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种支持混合业务的、高效数据存储和转发的时间触发以太网交换机结构，以满足时间触发以太网交换机的性能需求。

一种时间触发以太网交换机结构，其特征在于，用于实施所述时间触发以太网交换机结构的系统，其至少包含N个以太网通信端口，N≥3，每个以太网通信端口至少含有MAC层通信接收模块、接收处理函数、N个RAM存储单元、N个事件触发通信数据帧描述符缓存区及对应的输入队列处理函数、N个时间触发通信数据帧描述符缓存区及对应的输入队列处理函数、N个事件触发通信数据帧描述符头指针、N个时间触发通信数据帧描述符头指针、输出队列处理函数、发送处理函数、MAC层通信发送模块，其中：

对于第i个以太网通信端口，i＝1,2,…,N，所述MAC层通信接收模块用于实现以太网MAC层通信的数据接收功能，将接收到的数据帧传输至所述接收处理函数；

所述接收处理函数根据所述MAC层通信接收模块接收到的数据帧的目的地址，查找和判断其对应的输出端口，并将所述MAC层通信接收模块接收到的数据帧存储至对应的所述RAM存储单元，即，假设所述MAC层通信接收模块接收到的数据帧的目的地址对应的通信端口为第j个以太网通信端口，j＝1,2,…,N，则将所述MAC层通信接收模块接收到的数据帧存储至编号为RAM(i,j)的所述RAM存储单元；同时，所述接收处理函数根据所述MAC层通信接收模块接收到的数据帧的类型将所述MAC层通信接收模块接收到的数据帧的存储信息添加至对应的所述事件触发通信数据帧描述符缓存区或所述时间触发通信数据帧描述符缓存区，即，若所述MAC层通信接收模块接收到的数据帧类型为事件触发消息，则将所述MAC层通信接收模块接收到的数据帧的存储信息添加至编号为FD_Buf_ET(i,j)的所述事件触发通信数据帧描述符缓存区，若所述MAC层通信接收模块接收到的数据帧类型为时间触发消息，则将所述MAC层通信接收模块接收到的数据帧的存储信息添加至编号为FD_Buf_TT(i,j)的所述时间触发通信数据帧描述符缓存区；

所述事件触发通信数据帧描述符缓存区用于存储接收的事件触发通信数据帧的存储信息队列，其连接至所对应的所述输入队列处理函数；所述时间触发通信数据帧描述符缓存区用于存储接收的时间触发通信数据帧的存储信息队列，其连接至所对应的所述输入队列处理函数；