[发明专利]一种基于虚拟链路的数据帧调度方法

说明书

技术领域

本发明属于机载计算机通信技术领域，尤其涉及机载网路中基于虚链路的帧发送调度方法的设计和实现。

背景技术

从机载网络的应用角度来看，需要为航空应用和业务提供实时、有端到端时延上界的数据通信服务。传统数据网络中消息传送的尽力而为（BE）以及冲突退避等特性不适合在以安全性和可靠性著称的机载网络中使用。

为了满足实时、延迟有界的数据传输，需要一种保证在大数据量通信时虚拟通路有均衡的流量和额定带宽，使得虚通路中消息传输时间的确定性和有效性得到保障的数据帧调度方法。

发明内容

为了解决背景技术中所存在的技术问题，本发明提出了一种基于虚拟链路的数据帧调度方法，保证在大数据量通信时虚拟通路有均衡的流量和额定带宽，使得虚通路中消息传输时间的确定性和有效性得到保障。

本发明的技术解决方案是：一种基于虚拟链路的数据帧调度方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

1）虚链路模块接收到数据后，设定系统给相应虚拟链路分配的带宽分配间隔值；

2）在FIFO中等待，进入调度模块中并获得系统分配的抖动上限值并在此时间值范围内发送到MAC控制器；每一条虚拟链路均拥有一个有效传输标识，根据有效传输标识所对应的BAG定时器状态，调度器决定是否对该虚拟链路进行流量整形，作为虚拟链路流量整形及同步调度的控制信号；

3）调度器启动后如果最小调度周期到达，启动Jitter定时器；如果虚链路VLn的BAG定时器处于复位状态，则将其唤醒使其开始工作计时；

4）在最大抖动时延范围内等待帧的流量整形处理请求；

5）如果在步骤4）的时间范围内有虚链路需要被流量整形（FTT[n]=1），则调度器控制单元查询VL多路复用缓冲确定该虚拟链路是否有帧可以被调度；如果VL多路复用缓冲对应通道有帧则对该帧进行调度，同时复位该虚拟链路的有效传输标志FTT（FTT_RST[n]=1）；

6）通过对发送缓存子模块的读控制接口发送控制信号，以通知VL多路复用缓冲将该虚拟链路的帧送到读接口，供发送冗余子模块读取并处理。

对所述系统分配的抖动上限值限定接受范围，即：

表示虚拟链路VLi所能允许传输的AFDX帧的最大长度，单位为Byte；Nbw表示传输介质的带宽，单位是bits/s。

如果VL多路复用缓冲已将数据准备好放到读接口，则调度器控制单元通知发送冗余子模块读取该帧。

本发明具有的优点：

1）确定的时延上限：对于给定虚链路VL其发送数据帧时的最大延迟可分为下面两种情况做出限制：

给定虚链路上没有其它数据要发送、处理时，总的延迟为MAX_Latencyi BAGi+Max_jitter+Technological_Latency_in_transmission；

给定虚链路上有其它数据要发送、处理时，如果第(p-1)帧正在处理，对于编号为p的帧的最大延迟可以被限定在MAX_Latencyi(frame_p)p*BAGi+Max_jitter+Technological_Latency_in_transmission；

2）带宽隔离、流量可控：基于VL的周期轮询调度方法可以保证不同虚链路以特定的频率发送数据帧，以此提供特定带宽服务且能够限制最大延迟。同时流量可以根据虚链路的需要进行配置；

3）公平轮询防止短数据帧饥饿：采用定时器触发方式周期性轮转查询各虚链路是否有待发送数据，防止具有大数据量的某虚链路长时间占用物理链路致使其它虚链路的短数据帧延迟超过规定的上限。

本方法基于虚拟链路的数据帧调度方法来保证在大数据量通信时虚拟通路有均衡的流量和额定带宽，使得虚通路中消息传输时间的确定性和有效性得到保障，对于机载网络传输业务整体来说不同虚拟通路之间的带宽也能得到相应的限制和保障，应用本方法还可满足机载网络对确定性和端到端消息传输的时延上界等实时性相关的需求。

附图说明

图1是本发明虚链路调度示意图；

图2是本发明调度时间窗口与抖动的关系示意图；

图3是本发明虚拟链路调度具体实例示意图；

具体实施方式