[发明专利]一种基于FPGA的周期消息接收缓存方法

说明书

本发明公开了一种基于FPGA的周期消息接收缓存方法，具体包括如下步骤：步骤1，建立缓存、本地COMID配置表；步骤2：消息帧类别判断及过滤；步骤3：PD帧写入操作；步骤4：将其他软件需要的帧放置在其他软件需要的帧缓存中。步骤5：帧读取操作；步骤6：PD帧读取缓存操作。本发明将不同COMID的帧进行分类放到特定缓存，软件只需根据缓存地址取需要的数据，不需要再对数据分类，同时，接收到数据帧之后将周期数据进行覆盖处理，减小了软件需要处理的数据量，极大的减小了软件处理的压力。另外，帧读取时重点考虑PD帧保证系统的实时性，从而提高了系统运行的可靠性。

技术领域

本发明属于计算机网络领域，具体涉及一种基于FPGA的周期消息接收缓存方法。

背景技术

近年来，随着轨道交通列车信息化水平的不断提高，传统列车网络已经无法满足需求，新一代列车通信网络TCN标准应运而生，其中定义了一种基于标准以太网的编组网ECN，其采用列车实时数据协议(TrainReal-time Data Protocal,TRDP)，TRDP协议定义了两类数据传输：过程数据(Process Data,PD)与消息数据(Message Data,MD)。其中，过程数据PD用于传递控制命令，对可靠性、确定性、实时性要求高，并且一般周期性收发；消息数据MD一般用于故障和诊断消息，数据量较大，一般非周期发送。

由于过程数据PD周期发送接收的特点，无疑在过程数据接收时对软件处理性能有所要求，而并不是每一个列车模块的软件处理性能都能达到要求。基于软件实现过程数据周期发送时间确定性较差，周期不精确，误差可能达到毫秒级，这对于目前车速不断提升的列车系统是不可被接受的。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，满足不同设备处理周期控制消息确定性和实时性需求，本发明的目的在于，提出一种基于FPGA的周期消息接收缓存方法。

为了实现上述目的，本发明给出如下技术方案予以解决：

一种基于FPGA的周期消息接收缓存方法，具体包括如下步骤：

步骤1：建立缓存；具体操作如下：

建立PD帧写入缓存、其他软件需要的帧缓存、PD帧读取缓存和N个PD帧缓存；建立本地COMID配置表，该表中存储本地需要的N个COMID的地址，每个COMID的地址对应一个PD帧缓存；

步骤2：消息帧类别判断及过滤；具体操作如下：

步骤21，将接收到的帧进行过滤，具体是过滤掉上层软件不需要的帧、CRC错误帧；

步骤22，将过滤后的帧分为两类：PD帧与其他软件需要的帧；

步骤3：PD帧写入操作；具体操作如下：

步骤31，根据PD帧的COMID对应本地COMID配置表中的位置，根据该位置得到对应的PD帧缓存的地址；

步骤32，如果步骤31得到的地址对应的PD帧缓存当前没有进行读操作，将此PD帧直接写入PD帧缓存，否则，将该PD帧写入预先设置的PD帧写入缓存，等待读操作完成后再将PD帧从PD帧写入缓存读出并写入对应的PD帧缓存。

步骤4：将其他软件需要的帧放置在其他软件需要的帧缓存中。

步骤5：帧读取操作；具体操作如下：

步骤51，接收主机软件下发的读数据命令，并将该读数据命令同时传送给PD帧读取缓存和其他有用帧缓存；

步骤52，PD帧读取缓存根据读数据命令，解析得到读使能与COMID，根据该COMID判断其是否在本地COMID配置表中，如果有则记录该COMID在本地COMID配置表中的位置，并执行步骤6；否则直接执行步骤53；