一种总线消息分时调度方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种总线消息分时调度方法及系统，采用时间触发的方式进行网络业务调度，通过维护一个全局时间，并依靠此时间来进行同步过程的调度，所以系统的所有通信可以被简化为一张调度表，其中信号的定义、时序的改变和调度的分配都是离线完成的；本发明专利技术通过设计了虚链路调度表，为每一条虚链路划分了特定的时间槽进行数据传输，提高总线带宽的利用率，相比于以往按照消息进行调度的方法，提高了单一功能业务的实际使用效率；其次通过设置全网时间一致后进行数据传输，进一步地提高了数据传输的效率。

A bus message time-sharing scheduling method and system

【技术实现步骤摘要】
一种总线消息分时调度方法及系统
本专利技术涉及通信
，具体涉及一种总线消息分时调度方法及系统。
技术介绍
目前在航空航天领域主要的总线标准是MIL-STD-1553(1553B)，其全称是飞机内部时分制指令响应式多路传输数据总线。因其可靠性、灵活性、确定性，美军将其作为机载设备互联通信标准。在过去的30年中，美军将MIL-STD-1553B已成功地应用于多种战机，并且成功应用于其它控制领域，如导弹控制、舰船控制等，在海军和陆军的武器和维护系统中已经开始采用1553B总线。随着国防现代化的建设和武器系统的升级换代，作为国军标对应标准GJB289A-97(1553B)，我国已将1553B总线大量应用到武器系统的设计中。尽管1553总线具有诸多优点，但是1Mbps的传输速率成为了它的限制因素，无法满足现代航空和地面车辆系统应用中越来越多的数据(视频、音频、分布式数据)传输的基本要求。由于1553B总线的传输速率限制,直接进行图像、声音、定位导航等大数据信息传输,将会导致其他紧急消息传输时延过长。针对这一问题，一般采用基于1553B总线的周期消息和非周期消息混合传输调度策略。该策略的控制思想是在对需要传输的信息进行负载均衡的基础上,进行动态分解插入,实现了在不影响紧急消息的前提下大数据信息在1553B总线中的实时可靠传输。但是受限于最高1Mbps的效率，经过调度规划后的消息占用更加离散化，传输延迟和抖动加大。高速1553作为一种全新的100Mbps总线网络，目前国内尚未出现针对该问题的调度方法。在全新的高速1553总线网络中，总线承载能力已经从普通1553B的1Mbps，升级为100Mbps。在总线网络传输能力扩展后，能承载的信息量更多，能实现的网络拓扑功能更加强大，不再适合沿用原来的低速总线的调度方式。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种总线消息分时调度方法及系统，用以解决现有技术中的调度方法存在的传输效率低的问题。为了实现上述任务，本专利技术采用以下技术方案：一种总线消息分时调度方法，用于在总线上将待发送消息依次进行传输，所述的总线上包括多个节点，所述的方法按照以下步骤执行：步骤1、获取多条待发送消息以及每条待发送消息的发送节点和接收节点；根据待发送消息的发送节点以及接收节点，获得多条虚链路；其中一条虚链路为由一个发送节点到至少一个接收节点的传输通道；步骤2、根据所述的多条虚链路，配置调度表、多个CAM表以及可用信道的配置向量；其中所述的调度表包括按照待发送消息的优先级依次设置的多个虚链路表项，其中每一个虚链路表项对应一条虚链路；所述的虚链路表项包括时间偏移量、发送节点ID、数据帧格式以及接收节点索引向量；其中每个虚链路表项对应的时间偏移量用于规划当前虚链路表项对应的虚链路的消息传输时间长度；步骤3、将总线上所有节点的时间进行同步后按照所述的调度表的顺序传输所述的待发送的消息。进一步地，所述的时间偏移量的数值为24位二进制数对应的十进制数，单位为百纳秒。进一步地，所述的接收节点索引向量为多位二进制数，其中每一位二进制数对应一个节点，0表示接收，1表示不接收。进一步地，所述的步骤3中将总线上所有节点的时间进行同步时，利用周期广播发送独立的时间同步帧进行时间同步。进一步地，所述的步骤3中按照所述的调度表的顺序传输所述的待发送的消息时，所述的传输包括消息发送以及消息接收；当发送所述的待发送消息时，具体包括：将使用同一条虚链路传输的待发送消息存放在一个数据发送存储区中，所述的调度表中每一条虚链路表项对应一个数据发送存储区的地址；按照所述的调度表的顺序通过地址索引的方式依次访问所述的数据发送存储区，将所述的数据发送存储区中的待发送消息发出；当接收所述的待发送消息时，其中所述的调度表中每一条虚链路表项对应有至少一个CAM表，具体包括：按照所述的调度表的顺序通过索引的方式依次获得每一条虚链路表项对应的CAM表；利用CAM表中的参数按照所述的调度表的顺序将所述的待发送消息依次存放至数据接收存储区中，其中所述的一个数据接收存储区对应一条虚链路表项。进一步地，所述的数据发送存储区以及数据接收存储区均为环形队列存储区。进一步地，所述的时间同步帧的帧格式以及待发送消息的帧格式均为依次设置的源节点ID地址字段、目的节点ID地址字段、MAC帧类型字段、帧长度字段、数据字段以及CRC字段。一种总线消息分时调度系统，所述的系统包括分时调度处理器，所述的分时调度处理器用于实现总线消息分时调度方法。本专利技术与现有技术相比具有以下技术效果：1、本专利技术提供的总线消息分时调度方法及系统采用时间触发的方式进行业务调度，通过设计了虚链路调度表，为每一条虚链路划分了特定的时间槽进行数据传输，提高总线带宽的利用率，相比于以往按照消息进行调度的方法，提高了单一功能业务的实际使用效率；其次通过设置全网时间一致后进行数据传输，进一步地提高了数据传输的效率；2、本专利技术提供的总线消息分时调度方法及系统通过设计了24位的时间偏移量，使得单一虚链路的数据发送时长可以根据实际需求任意设置，进一步地提高了总线带宽的利用率，从而提高了数据传输的效率；3、本专利技术提供的总线消息分时调度方法及系统通过设计了多位的接收节点索引向量，相比于以往的以节点ID存储的形式，能够减少调度表的占用空间，节约资源；4、本专利技术提供的总线消息分时调度方法及系统通过采用周期广播发送独立的时间同步帧进行时间同步，提高了时间同步的效率，从而提高了数据传输的效率；5、本专利技术提供的总线消息分时调度方法及系统通过设计了数据发送以及接收流程，将调度表中的每一项虚链路表项与一个数据存储区进行对应，通过索引的方式访问数据存储区进行数据的收发，提高了数据传输的效率；6、本专利技术提供的总线消息分时调度方法及系统采用环形队列存储区进行数据存储，可以充分地利用总线资源，进一步地提高总线上数据传输的效率。附图说明图1为本专利技术的一个实施例中提供的主时间框架示意图；图2为本专利技术的一个实施例中提供的调度表示意图；图3为本专利技术的一个实施例中提供的CAM表示意图；图4为本专利技术的一个实施例中提供的数据帧格式示意图；图5为本专利技术的一个实施例中提供的数据发送过程示意图；图6为本专利技术的一个实施例中提供的数据接收过程示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明。以便本领域的技术人员更好的理解本专利技术。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本专利技术的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。以下对本专利技术涉及的定义或概念内涵做以说明：CRC：循环冗余校验(CyclicRedundancyCheck，CRC)是一种根据网络数据包或计算机文件等数据产生简短固定位数校验码的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种总线消息分时调度方法，用于在总线上将待发送消息依次进行传输，所述的总线上包括多个节点，其特征在于，所述的方法按照以下步骤执行：/n步骤1、获取多条待发送消息以及每条待发送消息的发送节点和接收节点；/n根据待发送消息的发送节点以及接收节点，获得多条虚链路；其中一条虚链路为由一个发送节点到至少一个接收节点的传输通道；/n步骤2、根据所述的多条虚链路，配置调度表、多个CAM表以及可用信道的配置向量；/n其中所述的调度表包括按照待发送消息的优先级依次设置的多个虚链路表项，其中每一个虚链路表项对应一条虚链路；/n所述的虚链路表项包括时间偏移量、发送节点ID、数据帧格式以及接收节点索引向量；/n其中每个虚链路表项对应的时间偏移量用于规划当前虚链路表项对应的虚链路的消息传输时间长度；/n步骤3、将总线上所有节点的时间进行同步后按照所述的调度表的顺序传输所述的待发送的消息。/n

【技术特征摘要】
1.一种总线消息分时调度方法，用于在总线上将待发送消息依次进行传输，所述的总线上包括多个节点，其特征在于，所述的方法按照以下步骤执行：
步骤1、获取多条待发送消息以及每条待发送消息的发送节点和接收节点；
根据待发送消息的发送节点以及接收节点，获得多条虚链路；其中一条虚链路为由一个发送节点到至少一个接收节点的传输通道；
步骤2、根据所述的多条虚链路，配置调度表、多个CAM表以及可用信道的配置向量；
其中所述的调度表包括按照待发送消息的优先级依次设置的多个虚链路表项，其中每一个虚链路表项对应一条虚链路；
所述的虚链路表项包括时间偏移量、发送节点ID、数据帧格式以及接收节点索引向量；
其中每个虚链路表项对应的时间偏移量用于规划当前虚链路表项对应的虚链路的消息传输时间长度；
步骤3、将总线上所有节点的时间进行同步后按照所述的调度表的顺序传输所述的待发送的消息。


2.如权利要求1所述的总线消息分时调度方法，其特征在于，所述的时间偏移量的数值为24位二进制数对应的十进制数，单位为百纳秒。


3.如权利要求1所述的总线消息分时调度方法，其特征在于，所述的接收节点索引向量为多位二进制数，其中每一位二进制数对应一个节点，0表示接收，1表示不接收。


4.如权利要求1所述的总线消息分时调度方法，其特征在于，所述的步骤3中将总线上所有节点的时间进行同步时，利用周期广播发送独立的时间同步帧进行时间同步。

【专利技术属性】
技术研发人员：王红春，刘晓平，赵多，贺亚权，
申请(专利权)人：西安云维智联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61