【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电子工程和计算机科学领域，具体涉及一种tte融合以太网的测试数据时延确定性传输方法。
技术介绍
1、在当前信息爆炸的大数据时代，数据的合理采集、筛选、处理与分析是十分重要的。当前对实时数据的传输与处理，是试验测试典型场景中的痛点问题，具体包括数据的高精度时空服务、互联互通以及实时融合感知等业务。上层实时决策顺利进行的前提是保证关键数据实时送达到决策中心，对于试验测试中需要测试数据高速确定传输的场景中，其对实时数据的确定性传输有着极强的时间要求，如果不能保证实时数据的时延确定性传输，可能会造成决策实时性差或测试结果不符合实际等重大问题。如何实现测试数据的时延确定性传输是支撑上层决策的关键问题之一。
2、随着信息技术的发展，出现了很多数据传输协议标准，包括常用的工业以太网、modbus以及zigbee等，但是在数据传输的时延确定性方面，最佳方法是通过时间同步协议实现通信双方的时间同步，在其二者维护一个共同时间标准的基础上，采用按照调度表触发传输的方式，实现数据的时延确定性传输。
3、时间触发以太网（tte）是一种专为满足实时和高可靠性要求而设计的网络协议，通过时间触发机制管理数据传输，确保通信的可预测性和确定性。该协议支持时间触发和事件触发两种通信模式，能够高效管理带宽，优先传输实时数据流，避免数据冲突和网络拥塞。选用该方法能够实现高精度的时间同步。fpga作为可编程的硬件逻辑器件，具备高度的并行处理和硬件加速特性，有利于tte融合以太网的实现。
4、但如何利用fpga实现时间同步精
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种tte融合以太网的测试数据时延确定性传输方法，利用fpga设计tte协议中时间同步核心模块，该模块能够对接收的协议控制帧pcf进行处理，通过透明时钟更新、固化和压缩算法实现多节点的高精度时间同步，同时采用命令-条件交互的方法实现对状态和其他核心信号的控制；利用结合截止优先的最大匹配算法生成调度表，包括调度参数输入、最短路径计算、截止优先预处理、最大匹配排序和消息分配五个步骤，减少实时数据的丢包率并均衡链路负载；利用fpga将调度表加载到调度配置模块，融合以太网传输，对链路进行周期性的时隙分配，先后依次为协议控制帧、实时数据和非实时数据，确保时间同步的稳定性和tt流传输的时延确定性。
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：
3、一种tte融合以太网的测试数据时延确定性传输方法，包括如下步骤：
4、步骤一：遵循tte协议设计时间同步核心模块，对接收的协议控制帧pcf进行处理，通过透明时钟更新、固化和压缩算法实现多节点的高精度时间同步，采用命令-条件交互的方法实现对状态和其他核心信号的控制，具体实现如下：
5、设计pcf接收模块，对网络层获取的udp数据包进行解析，提取整合周期、成员组、同步优先级、同步域、pcf帧类型和透明时钟字段；设计pcf发送模块，触发发送条件后根据当前系统的核心信号参数得到整合周期、成员组、同步优先级、同步域、pcf帧类型和透明时钟字段，组帧成udp数据包送入网络层；
6、设计透明时钟更新、固化和压缩算法，所述透明时钟更新用于记录整个链路传输中累积的传输延迟更新，包括动态和静态延迟；所述固化算法用于对各个链路上的pcf帧的接收时刻点和透明时钟值进行重排序，保证各pcf帧接收与发送顺序相同，且发送与接收间隔相等；压缩算法用于整合cm设备接收的来自多个sm设备的pcf帧，依据每个pcf帧中的固化时间点得到各sm的本地时钟差异，执行压缩算法来得到加权统一的压缩时间点，以此为标准校正各设备本地时钟；
7、设计时间同步核心模块，执行对应算法并根据命令-条件交互的方法完成本地状态以及其他核心信号的的管理。固化处理模块和压缩处理模块执行对应的固化和压缩算法，状态控制模块对本地状态跳转进行管理，维护state核心信号，超时模块检测处于当前状态的时间是否超过阈值限制，维护time_out核心信号，结团检测模块检测本地成员组数量是否超过阈值限制，维护local_member核心信号，本地时间控制模块控制本地时间计数及跳转，维护local_clk核心信号，本地周期控制模块控制本地周期计数及跳转，维护local_cycle核心信号，同步计算模块步计算模块，根据输入参数计算出对本地时间的修正值，维护clk_correct核心信号。
8、步骤二：利用结合截止优先的最大匹配算法生成调度表，包括调度参数输入、周期计算、最短路径计算、截止优先预处理、最大匹配排序、消息分配、冲突检测和调度表加载八个步骤，减少实时数据的丢包率并均衡链路负载，具体实现如下：
9、输入消息模型参数，包括终端节点信息、交换机信息、传输链路信息和所有tt消息信息的参数；
10、周期计算，基于tdma时分多址的思想对tt消息进行周期时隙分配，定义矩阵周期mc和基本周期bc，在一个mc内一个tt消息至少发送一次，在一个bc内一个tt消息至多发送一次；
11、最短路径计算，选用dijkstra算法，对于每一个消息源节点均各自生成一个最短路径树，为每条tt信息确定其最短路径；
12、截止优先预处理，按照截止期从小到大的顺序对所有tt消息进行优先级预排序；
13、最大匹配排序，基于所有节点的出入度数对所有tt消息进行再排序，定义出度数最大的为发送节点，入度数最小的为接收节点，给以该发送节点和接收节点组成的节点对为源节点和目标节点的tt消息分配优先级；
14、消息分配，按预排序的优先级将每条tt消息分配到矩阵周期中；
15、冲突检测，考察每条tt消息是否超过截止期，若存在冲突则说明当前的输入消息模型参数不合理，重新调整输入消息模型参数，不存在冲突则生成调度表；
16、调度表加载，设计调度配置模块，将生成的调度表部署到调度配置模块。
17、步骤三：利用fpga将调度表加载到调度配置模块，融合以太网传输，对链路进行周期性的时隙分配，先后依次为协议控制帧、实时数据和非实时数据，确保时间同步的稳定性和tt流传输的时延确定性，具体实现如下：
18、计算周期时间，通过时间同步核心模块的设计得到协议控制帧传输所需时间，通过消息模型参数得到传输实时数据的所需时间，设置传输非实时数据与传输实时数据的所需时间相同，将传输协议控制帧、实时数据、非实时数据三部分时间的叠加作为链路中传输信息的时间周期时间；
19、协议控制帧发送，在每个时间周期的第一部分，根据时间同步核心模块的管理与控制，发送协议控制帧pcf；
20、实时数据发送，在每个时间周期的第二部分，由时间同步核心模块提供本地时间，根据调度表中实时数据和发送时间的匹配关系，到达特定时间节点则输出发送指令，指导以太网数据缓存中实时数据即tt时间触发流本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种TTE融合以太网的测试数据时延确定性传输方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种TTE融合以太网的测试数据时延确定性传输方法，其特征在于，所述步骤一包括：
3.根据权利要求2所述的一种TTE融合以太网的测试数据时延确定性传输方法，其特征在于，所述执行对应算法并根据命令-条件交互的方法完成本地状态以及核心信号的的管理包括：固化处理模块和压缩处理模块执行对应的固化和压缩算法，状态控制模块对本地状态跳转进行管理，维护state核心信号，超时模块检测处于当前状态的时间是否超过阈值限制，维护time_out核心信号，结团检测模块检测本地成员组数量是否超过阈值限制，维护local_member核心信号，本地时间控制模块控制本地时间计数及跳转，维护local_clk核心信号，本地周期控制模块控制本地周期计数及跳转，维护local_cycle核心信号，同步计算模块步计算模块，根据输入参数计算出对本地时间的修正值，维护clk_correct核心信号。
4.根据权利要求1所述的一种TTE融合以太网的测试数据时延确定性传输方法，其特征在
5.根据权利要求1所述的一种TTE融合以太网的测试数据时延确定性传输方法，其特征在于，所述步骤三包括：
...【技术特征摘要】
1.一种tte融合以太网的测试数据时延确定性传输方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种tte融合以太网的测试数据时延确定性传输方法，其特征在于，所述步骤一包括：
3.根据权利要求2所述的一种tte融合以太网的测试数据时延确定性传输方法，其特征在于，所述执行对应算法并根据命令-条件交互的方法完成本地状态以及核心信号的的管理包括：固化处理模块和压缩处理模块执行对应的固化和压缩算法，状态控制模块对本地状态跳转进行管理，维护state核心信号，超时模块检测处于当前状态的时间是否超过阈值限制，维护time_out核心信号，...
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