一种测定SpaceWire数据包的传输时间的仿真系统技术方案

本发明专利技术公开了一种测定SpaceWire数据包的传输时间的仿真系统，该仿真系统包括有带时间窗口的虫洞路由器模块（1）、时间主控节点模块（2）和终端应用节点模块（3），所述三个模块是基于SpaceWire总线标准通信构成航天通信网络的。终端应用节点模块（3）用于生成两种类型的SpaceWire数据包，通过时间主控节点模块（2）提供的仿真系统同步时间，在带时间窗口的虫洞路由器模块（1）中完成数据包传输时间、传输延迟时间的统计。本发明专利技术仿真系统用于测定基于SpaceWire总线标准中对SpaceWire数据包的传输时间及传输延迟时间，获得的时间信息能够改善航天通信网络的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种测定SpaceWire数据包的传输时间的仿真系统
本专利技术涉及一种航天通信网络仿真领域，更特别地说，是指一种测定SpaceWire数据包传输延时的仿真系统。
技术介绍
SpaceWire（译文为空间总线）总线是一种串行、高速、点对点、全双工的星载数据网络标准（ECSS-E-ST-50-12C，31July2008），是多源、异步、事件触发通信网络，难以保证消息的传输端到端延时。若事先已知网络中部分节点的消息属性，如时间、大小等信息，对它们的传输进行规划，按照固定时间窗口进行调度，即可形成时间触发消息网络，并极大提高网络中消息传输的确定性。SpaceWire数据包传输端到端延时在网络分析中是一个非常重要的测定指标，它体现网络的实时性。测定消息传输延时的方法有很多，其中网络仿真是常用的一种选择。网络仿真运用数学建模和统计分析模拟网络行为，可以方便的修改模型并进行仿真，适合预测网络的性能，为网络的规划设计提供可靠的定量依据。基于软件进行协议仿真来模拟SpaceWire网络通信机制，测定事件触发SpaceWire网络中消息的传输端到端延时，缺乏基于时间触发消息、对虫洞路由器调度时刻表进行规划的仿真系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种测定SpaceWire数据包的传输时间的仿真系统，该仿真系统在于解决SpaceWire总线网络中时间触发消息的仿真问题，对路由器的调度时刻进行了规划，利用时间窗宽与窗宽大小条件来处理SpaceWire数据包的转发，对时间触发的SpaceWire数据包优先处理，保证时间触发的SpaceWire数据包的传输时间。对于事件触发的SpaceWire数据包，则利用窗宽大小条件进行转发。本专利技术的一种测定SpaceWire数据包的传输时间的仿真系统，该仿真系统依据SpaceWire总线标准通信构建航天通信网络。该仿真系统包括有带时间窗口的虫洞路由器（1）、时间主控节点模块（2）和终端应用节点模块（3）。带时间窗口的虫洞路由器（1）包括有虫洞路由单元（11）、时间窗口设置单元（12）和数据包缓存单元（13）。虫洞路由单元（11）用于完成对时间触发的SpaceWire数据包和事件触发的SpaceWire数据包的转发。时间窗口设置单元（12）结合时间窗宽与窗宽大小来判断数据包的发送顺序。数据包缓存单元（13）用于临时对时间触发的SpaceWire数据包和事件触发的SpaceWire数据包进行保存。时间主控节点模块（2）包括有时间同步控制单元（21）和时间主控接收单元（22）。时间同步控制单元（21）用于生成同步时间码TM_Time_Code，并向基于SpaceWire总线标准通信的航天通信网络中广播。当时间主控节点模块（2）作为目的时，时间主控接收单元（22）用来接收时间触发的SpaceWire数据包和事件触发的SpaceWire数据包。终端应用节点模块（3）包括有终端应用发送单元（31）和终端应用接收单元（32）。在终端应用节点模块（3）作为源节点时，终端应用节点模块（3）通过终端应用发送单元（31）来发送时间触发的SpaceWire数据包和事件触发的SpaceWire数据包。设置时间触发的SpaceWire数据包的T间隔。在终端应用节点模块（3）作为中间节点时，终端应用节点模块（3）通过终端应用发送单元（31）依据传输链路进行转发时间触发的SpaceWire数据包和事件触发的SpaceWire数据包。在终端应用节点模块（3）作为目的节点时，终端应用节点模块（3）通过终端应用接收单元（32）来接收时间触发的SpaceWire数据包和事件触发的SpaceWire数据包。所述的测定SpaceWire数据包的传输时间的仿真系统，在所述时间窗口设置单元（12）中，任意两个时间触发的SpaceWire数据包的时间窗宽之间的间隔称为窗宽间隔CH，所述窗宽间隔CH用来转发事件触发的SpaceWire数据包。时间触发的SpaceWire数据包依据生成时刻AT生成的先后进行发送所述时间触发的SpaceWire数据包。事件触发的SpaceWire数据包依据生成时刻BT生成的先后且是否满足窗宽间隔的窗宽大小条件进行发送所述事件触发的SpaceWire数据包。本专利技术测定SpaceWire数据包传输延时的仿真系统的优点在于：①本专利技术仿真系统对SpaceWire传统的虫洞路由器模型进行了改造，增加了数据包缓存机制，增加了路由器调度时间窗口，实现了对时间触发消息的仿真控制，从而得到一种处理时间触发消息调度的路由器模型。②本专利技术仿真系统兼容事件触发和时间触发两种消息传输机制，适用于多种网络场景的仿真，如：事件触发网络，时间触发网络，事件和时间触发兼容网络。仿真结果可反馈给设计者用于评价网络的传输性能。③本专利技术也能完成对标准SpaceWire网络的仿真，当网络中不含有时间触发数据包时，全为事件触发数据包，则和标准协议规定的网络一致。附图说明图1是本专利技术测定SpaceWire数据包的传输时间的仿真系统的结构图。图2A是时间窗宽与窗宽间隔的结构示意图。图2B是多个时间窗宽与窗宽间隔的一种结构示意图。图2C是多个时间窗宽与窗宽间隔的另一种结构示意图。图2D是多个时间窗宽与窗宽间隔的再一种结构示意图。图3是本专利技术测定SpaceWire数据包的传输时间的仿真系统的仿真流程图。图4是基于SpaceWire标准协议的航天通信网络示意图。图5是仿真结果示意图。具体实施方式下面将结合附图和实施例对本专利技术做进一步的详细说明。本专利技术是为了实现在一个基于SpaceWire总线标准通信的航天通信网络中，对SpaceWire数据包从端到端传输时的传输时间进行仿真，通过仿真得到的传输时间来测定SpaceWire数据包的传输端到端延时。在本专利技术中，基于matlab（版本号7.13）平台进行仿真。参见图1所示，本专利技术仿真系统包括有带时间窗口的虫洞路由器1、时间主控节点模块2和终端应用节点模块3。其中，带时间窗口的虫洞路由器1包括有虫洞路由单元11、时间窗口设置单元12和数据包缓存单元13。其中，时间主控节点模块2包括有时间同步控制单元21和时间主控接收单元22。其中，终端应用节点模块3包括有终端应用发送单元31和终端应用接收单元32。在本专利技术中，在基于SpaceWire总线标准通信的航天通信网络中，时间主控节点模块2能够用于接收时间触发的SpaceWire数据包和事件触发的SpaceWire数据包，成为目的节点。在本专利技术中，终端应用节点模块3一方面能够用于发送时间触发的SpaceWire数据包和事件触发的SpaceWire数据包，成为源节点；另一方面能够用于接收时间触发的SpaceWire数据包和事件触发的SpaceWire数据包，成为目的节点。从源节点向目的节点传输SpaceWire数据包的过程称为传输链路，在所述传输链路上的除源节点和目的节点外的节点称为中间节点。所述中间节点可以是带时间窗口的虫洞路由器1和/或终端应用节点模块3。所述时间触发的SpaceWire数据包是指依据设定的数据包固定发送时间间隔T间隔来触发SpaceWire数据包传输。详细地说，当在终端应用节点模块3中，若设置了T间隔＝0.5秒进行SpaceWire数据包的发送，则终本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测定SpaceWire数据包的传输时间的仿真系统，该仿真系统依据SpaceWire总线标准通信构建航天通信网络，其特征在于：该仿真系统包括有带时间窗口的虫洞路由器(1)、时间主控节点模块(2)和终端应用节点模块(3)；带时间窗口的虫洞路由器(1)包括有虫洞路由单元(11)、时间窗口设置单元(12)和数据包缓存单元(13)；虫洞路由单元(11)用于完成对时间触发的SpaceWire数据包和事件触发的SpaceWire数据包的转发；时间窗口设置单元(12)结合时间窗宽与窗宽大小来判断数据包的发送顺序；在所述时间窗口设置单元(12)中，时间触发的SpaceWire数据包的时间窗宽记为AH，所述事件触发的SpaceWire数据包的时间窗宽记为BH，所述size表示一个SpaceWire数据包的大小，c表示仿真设置的链路传输速率；在所述时间窗口设置单元(12)中，任意两个时间触发的SpaceWire数据包的时间窗宽之间的间隔称为窗宽间隔CH，所述窗宽间隔CH用来转发事件触发的SpaceWire数据包；时间触发的SpaceWire数据包依据生成时刻AT生成的先后进行发送所述时间触发的SpaceWire数据包；事件触发的SpaceWire数据包依据生成时刻BT生成的先后且是否满足窗宽间隔的窗宽大小条件进行发送所述事件触发的SpaceWire数据包；数据包缓存单元(13)用于临时对时间触发的SpaceWire数据包和事件触发的SpaceWire数据包进行保存；时间主控节点模块(2)包括有时间同步控制单元(21)和时间主控接收单元(22)；时间同步控制单元(21)用于生成同步时间码TM_Time_Code，并向基于SpaceWire总线标准通信的航天通信网络中广播；当时间主控节点模块(2)作为目的时，时间主控接收单元(22)用来接收时间触发的SpaceWire数据包和事件触发的SpaceWire数据包；终端应用节点模块(3)包括有终端应用发送单元(31)和终端应用接收单元(32)；在终端应用节点模块(3)作为源节点时，终端应用节点模块(3)通过终端应用发送单元(31)来发送时间触发的SpaceWire数据包和事件触...

【专利技术属性】
技术研发人员：何锋，代真，熊华钢，韩煜，王琪，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：