[发明专利]一种Spacewire网络延时测试及优化系统

摘要

一种Spacewire网络延时测试及优化系统，包括人机交互接口、中央处理单元、基于PCI总线的双向通讯控制链路和专用Spacewire节点控制器；中央处理单元根据用户通过人机交互接口输入的配置参数生成数据包，通过基于PCI总线的双向通讯控制链路发送给专用Spacewire节点控制器，专用Spacewire节点控制器实时计算每个数据包在Spacewire网络中的时延参数，中央处理单元根据时延参数对Spacewire网络进行全局优化，得到优化结果提供给人机交互接口。本发明实现了对Spacewire网络的延时测试，测得的时延参数准确，可靠性高，实时性强，同时对被测Spacewire网络进行了优化，用户根据优化结果对Spacewire网络进行优化，能够有效提高Spacewire网络的效率。

主权项

1.一种Spacewire网络延时测试及优化系统，其特征在于：包括人机交互接口(1)、中央处理单元(2)、基于PCI总线的双向通讯控制链路(3)、N个专用Spacewire节点控制器(4)，N为不为0的自然数；人机交互接口(1)用于接收用户输入的配置参数，并提交给中央处理单元(2)，接收中央处理单元(2)反馈的时延参数、时延参数对应的传输路径以及被测Spacewire网络的优化结果，并显示；所述用户输入的配置参数包括数据包大小、数据包在Spacewire网络中的传输路径、传输速率和传输频率；中央处理单元(2)根据用户输入的配置参数，生成PCI总线格式的数据包，发送给基于PCI总线的双向通讯控制链路(3)；接收来自基于PCI总线的双向通讯控制链路(3)的各个数据包并解析，得到各个数据包的时延参数、传输路径、传输速率和传输频率，并根据各个数据包的时延参数和传输路径进行Spacewire网络优化，并将时延参数、时延参数对应的传输路径以及被测Spacewire网络的优化结果提交给人机交互接口(1)；所述中央处理单元(2)根据各个数据包的时延参数和传输路径进行Spacewire网络优化的实现方式为：(3.1)建立优化模型目标函数：S＝min{T1,T2,…Tn}所对应的路径集合其中Tk表示Spacewire网络第k种传输路径集合的时延比，S为Spacewire网络优化后的传输路径集合，L为Spacewire网络第k种传输路径的集合，Cl为第l条传输路径的线路容量，ξr为数据包在Spacewire网络中的传输速率，δrl为标识性函数，当路由r中包含第l条传输路径时，取值为1,否则取值为0；1/μ为第l条传输路径上数据包大小；tl为第l条传输路径测得的时延参数，Xr为优化变量，当候选路由r被选择作为与其相关节点之间的通信路由时，取值为1，否则为0；R为候选路由集；(3.2)在下面约束条件的约束下利用改进的遗传算法对步骤(3.1)的优化模型进行求解，得到Spacewire网络优化后的传输路径：Xi+Xi+1＝1 i＝1,3,5,7,…Xj∈{0,1} j＝1,2,3,4,…；基于PCI总线的双向通讯控制链路(3)接收中央处理单元(2)输出的PCI总线格式的数据包并解析，生成包括数据包在Spacewire网络中的传输路径、数据包大小、传输速率和传输频率的控制指令并通过PCI总线发送给相应的专用SpaceWire节点控制器(4)；接收各个专用SpaceWire节点控制器(4)反馈的数据包，发给中央处理单元(2)；每个专用Spacewire节点控制器(4)根据接收的控制指令生成相应的数据包发往被测的Spacewire网络，并在每个数据包尾插入当前时间值，即发送时间；接收被测Spacewire网络中返回的数据包，在接收的每个数据包尾锁存当前的时间值，即接收时间，并根据发送时间和接收时间计算数据包的延时参数；并将收到每个Spacewire数据包的大小信息、数据传输速率信息以及时延参数以数据包的形式通过PCI总线反馈给基于PCI总线的双向通讯控制链路(3)。