CN107579934A - 一种适用于命令响应型网络的转发器 - Google Patents

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秦刚刚
王刚
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Abstract

本发明涉及一种适用于命令响应型网络的转发器，属于网络通讯技术领域。本发明根据命令响应型网络的通讯机制，提出一种转发器实现方案。该转发器具有结构简单，确定性通讯，数据帧转发延迟低的优点，同时易于实现网络数据帧监控节。

Description

一种适用于命令响应型网络的转发器
技术领域
本发明涉及网络通讯技术领域，具体涉及一种适用于命令响应型网络的转发器。
背景技术
命令响应型网络属于时分制通讯系统，命令响应型网络中网络控制器发起命令，网络终端进行响应。命令响应型网络具有确定性和实时性的优点，普遍应用于航空航天等军事领域。早期通讯网络采用总线型拓扑，非常适合命令响应型应用。随着通讯技术的发展，高速串行通讯成为主流，不再支持总线型网络拓扑，基于交换机的星型网络成为唯一的选择。星型网络中，交换机为满足多端口通讯需求，设计较为复杂，不能保证数据帧传输的确定性，同时通讯延迟较大。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何设计一种适用于命令响应型网络的，结构简单，确定性通讯，转发延迟低的转发器。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种适用于命令响应型网络的转发器，包括：编码模块，解码模块，链路层控制模块，输入输出模块，仲裁器和选通模块；
所述转发器的端口连接网络控制器，网络终端，或者网络监控终端，所述解码模块用于将串行输入数据的解码为并行数据，识别数据类型，完成数据对齐，并将对齐数据发送给链路层控制模块；所述编码模块用于根据链路层控制模块输入数据的类型和数据内容，将并行数据编码为串行数据；所述链路层控制模块用于根据通讯协议要求，完成端口链路建立，组织数据帧的发送和接收；所述输入输出模块用于向仲裁器发送命令帧或数据帧发送请求，接收到仲裁器的仲裁信号后，发送命令帧或数据帧给选通模块，同时输入输出模块还用于将从选通模块接收到的命令帧或数据帧发送给链路层控制模块；所述选通模块用于根据仲裁器给定的选通信号将相应输入端口的帧转发到其他端口；
所述转发器的仲裁优先级分为端口优先级和帧优先级，其中端口优先级为：连接网络控制器的端口为命令端口，命令端口具有高优先级，连接起网络终端和网络监控终端的端口为响应端口，响应端口具有低优先级，命令端口的命令帧和数据帧的优先级高于响应端口的命令帧和数据帧；其中帧优先级为：命令帧具有高优先级，数据帧具有低优先级；所述仲裁器用于接收各端口的请求，如果收到一个端口的命令帧请求，或同时收到一个端口的命令帧请求和另一端口的数据帧请求，则优先给与发送命令帧请求的端口仲裁信号，并标记该端口为命令端口；如果同时收到命令端口的帧请求和响应端口的帧请求，则优先给与命令端口仲裁信号。
优选地，所述转发器的端口是动态调整的，每次收到命令帧请求后重新分配命令端口。
(三)有益效果
本发明根据命令响应型网络的通讯机制，提出一种转发器实现方案。该转发器具有结构简单，确定性通讯，数据帧转发延迟低的优点，同时易于实现网络数据帧监控节。
附图说明
图1是本发明的转发器原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
为解决星型网络中交换机设计复杂，不能保证数据帧传输的确定性，同时通讯延迟较大的缺点，本发明提供了一种适用于命令响应型网络的转发器，所述转发器由编码模块，解码模块，链路层控制模块，输入输出模块，仲裁器和选通模块组成，如图1所示。
所述转发器端口数量不受限制，每个端口可以连接网络控制器，网络终端，或者网络监控终端。所述转发器的解码模块将高速串行输入数据的解码为并行数据，识别数据类型，完成数据对齐，并将对齐数据发送给链路层控制模块。所述编码模块根据链路层控制模块输入数据的类型和数据内容，将并行数据编码为串行数据。所述链路层控制模块根据通讯协议要求，完成端口链路建立，组织数据帧的发送和接收。所述输入输出模块向仲裁器发送命令帧或数据帧发送请求，接收到仲裁器的仲裁信号后，发送命令帧或数据帧给选通模块。同时输入输出模块还将从选通模块接收到的命令帧或数据帧发送给链路层控制模块。所述选通模块负责根据仲裁器给定的选通信号将相应输入端口的帧转发到其他端口。所述仲裁器是影响转发器性能的关键。
所述转发器的仲裁优先级分为端口优先级和帧优先级，其中端口优先级为：连接网络控制器的端口为命令端口，命令端口具有高优先级，连接起网络终端和网络监控终端的端口为响应端口，响应端口具有低优先级，命令端口的命令帧和数据帧的优先级高于响应端口的命令帧和数据帧；其中帧优先级为：命令帧具有高优先级，数据帧具有低优先级。所述仲裁器的工作过程为：仲裁器接收各端口的请求，如果收到一个端口的命令帧请求，或同时收到一个端口的命令帧请求和另一端口的数据帧请求，则优先给与发送命令帧请求的端口仲裁信号，并标记该端口为命令端口；如果同时收到命令端口的帧请求和响应端口的帧请求，则优先给与命令端口仲裁信号。为保证各端口的对等性，命令端口是动态调整的，每次收到命令帧请求后重新分配命令端口。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种适用于命令响应型网络的转发器，其特征在于，包括：编码模块，解码模块，链路层控制模块，输入输出模块，仲裁器和选通模块；
所述转发器的端口连接网络控制器，网络终端，或者网络监控终端，所述解码模块用于将串行输入数据的解码为并行数据，识别数据类型，完成数据对齐，并将对齐数据发送给链路层控制模块；所述编码模块用于根据链路层控制模块输入数据的类型和数据内容，将并行数据编码为串行数据；所述链路层控制模块用于根据通讯协议要求，完成端口链路建立，组织数据帧的发送和接收；所述输入输出模块用于向仲裁器发送命令帧或数据帧发送请求，接收到仲裁器的仲裁信号后，发送命令帧或数据帧给选通模块，同时输入输出模块还用于将从选通模块接收到的命令帧或数据帧发送给链路层控制模块；所述选通模块用于根据仲裁器给定的选通信号将相应输入端口的帧转发到其他端口；
所述转发器的仲裁优先级分为端口优先级和帧优先级，其中端口优先级为：连接网络控制器的端口为命令端口，命令端口具有高优先级，连接起网络终端和网络监控终端的端口为响应端口，响应端口具有低优先级，命令端口的命令帧和数据帧的优先级高于响应端口的命令帧和数据帧；其中帧优先级为：命令帧具有高优先级，数据帧具有低优先级；所述仲裁器用于接收各端口的请求，如果收到一个端口的命令帧请求，或同时收到一个端口的命令帧请求和另一端口的数据帧请求，则优先给与发送命令帧请求的端口仲裁信号，并标记该端口为命令端口；如果同时收到命令端口的帧请求和响应端口的帧请求，则优先给与命令端口仲裁信号。
2.如权利要求1所述的适用于命令响应型网络的转发器，其特征在于，所述转发器的端口是动态调整的，每次收到命令帧请求后重新分配命令端口。
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