[发明专利]基于DPDK框架的DDS数据传输诊断方法及系统

说明书

本发明提供基于DPDK框架的DDS数据传输诊断方法及系统，包括构建基于DPDK框架的DDS诊断工具，接入DDS数据传输网络；在DDS诊断工具中，构建DDS数据的接收、发送、诊断三个线程，并预先分配报文共享队列；DDS诊断工具从网络接入端口循环读取DDS数据报文，并复制DDS特征报文放入预先分配的报文共享队列，用于诊断处理。本发明采用DPDK的用户态数据转发框架，保证在不影响车载以太网络DDS正常通信的前提下，实现DDS数据传输的诊断和监控。

技术领域

本发明属于自动驾驶技术领域，尤其涉及一种基于DPDK框架的DDS数据传输诊断方法及系统。

背景技术

随着汽车电子电气架构的不断发展，未来车辆对车载计算机的性能，灵活性，互联性提出更高的要求。尤其是车载网络通信部分，业界更倾向于采用“以数据为中心”的DDS协议/中间件来承载实现，主要原因还是对车载网络数据通信有大带宽、高实时性以及稳定性的诉求。

数据分发服务（Data Distribution Service，DDS）是一种分布式实时通信中间件，采用发布-订阅体系架构，以数据为中心，支持服务发现协议，并提供QoS服务质量策略，保障数据传输的实时性、可靠性。

数据平面开发套件（Data Plane Development Kit，DPDK）是一种用户态的高性能数据转发框架，使用了轮询（polling）而不是中断来处理数据包。在收到数据包时，经DPDK重载的网卡驱动不会通过中断通知CPU，而是直接将数据包存入内存，交付应用层软件通过DPDK提供的接口来直接处理，这样节省了大量的CPU中断时间和内存拷贝时间。

目前各DDS厂商都会在DDS标准规范的框架下进行业务场景定制，但基于汽车功能安全的考虑，DDS作为车载网络的通信中间件，也需要满足一定的安全级别。所以，一种诊断DDS的功能安全的设计方法很有必要。虽然有些DDS厂商基于DDS协议扩展了安全检查机制，但是这种设计方法会增加DDS本身的复杂度，使用场景也是定制的，缺少一定的灵活性。

目前基于DPDK框架实现汽车以太网DDS诊断的开发方法还是空白，所以一个基于DPDK转发框架实现汽车以太网DDS诊断的设计方法就显得十分必要。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种基于DPDK框架的DDS数据传输诊断方法及系统，在基于ARM 处理器的硬件单板上，叠加DPDK的用户态数据转发框架技术，从车载网络的底层链路上分析和诊断DDS数据传输，实现功能安全的无损检测和监控。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于DPDK框架的DDS数据传输诊断方法，包括步骤：

（1）构建基于DPDK框架的DDS诊断工具，接入DDS数据传输网络；

（2）在DDS诊断工具中，构建DDS数据的接收、发送以及DDS复制与诊断三个线程，并预先分配报文共享队列；

（3）DDS诊断工具从网络接入端口循环读取DDS数据报文，并复制DDS特征报文放入预先分配的报文共享队列，用于诊断处理；原DDS数据报文从输出端口转发出去；

（4）DDS复制与诊断线程从报文共享队列中读取复制的DDS特征报文，进行统计分析；

（5）将统计分析的结果传输到远程用户PC机的UI界面，进行实时查看。

进一步地，所述DDS诊断工具，以ARM嵌入式硬件和Linux操作系统为基础。

进一步地，所述DDS数据的接收、发送以及DDS复制与诊断三个线程，绑定在不同的处理器上面。