CN109547311A - 一种航电系统环境1394b总线通信帧结构的传输方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种航电系统环境1394B总线通信帧结构的传输方法,CC节点发送STOF包通知各RN节点本数据帧开始,CC节点在其发送时间窗发送异步流包,CC节点发送STOFRN1包通知RN1节点发送时间窗到达,RN1接收到STORN1后回复ACK1,RN1节点在其发送时间窗发送异步流包,CC节点发送STOFRN2包通知RN2发送时间窗到达,以此类推,直至数据帧结束。本发明能够有效提高CC节点的总线控制能力,实现应用层的总线管理功能,同时RN节点自身无需定时器控制发送时间窗的开始,从而能够降低对硬件定时器资源的依赖,简化RN节点软件复杂度。
Description
技术领域
本发明涉及总线通信领域,尤其是一种通信帧结构的传输方法。
背景技术
AS5643协议即SAE AS5643:用于军事和飞行器应用的1394B接口需求技术。基于AS5643协议的1394B总线具有高数据带宽,高实时性与时间确定性,高可靠性等优点,但是应用于航电系统环境时,CC节点(总线控制节点)需发送特殊的维护包来实现网络节点的健康监控和状态监控,即占用总线带宽同时也无法做到及时有效的监管节点故障。
发明内容
为了克服现有技术的不足,为解决AS5643协议应用于航电系统环境中总线控制节点的总线管理能力较弱,无法及时管理总线中远程节点状态的问题,本发明提供了一种航电系统环境1394B总线通信帧结构设计,能够提高CC节点健康监控,网络重构等网络管理能力,提高系统的容错能力和可靠性。还能够简化远程节点的软件复杂度。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案的步骤如下:
步骤1:总线控制节点(CC节点)发送STOF包通知各远程节点(RN节点)本数据帧开始,CC节点在其发送时间窗发送异步流包(Asynchronous Stream Packet);
步骤2:CC节点发送STOFRN1包通知RN1节点发送时间窗到达,STORN1中包含RN1对应的节点ID号;
步骤3:RN1接收到STORN1后验证其中的节点ID号是否与自身节点ID一致,确认一致后RN1节点回复ACK1,ACK1中包含有RN1节点状态信息,RN1节点在其发送时间窗发送异步流包;
步骤4:CC节点发送STOFRN2包通知RN2发送时间窗到达;
步骤5:RN2回复ACK2,RN2在其发送时间窗发送异步流包;
以此类推,直至RNn回复ACKn,RNn在其发送时间窗发送异步流包;
步骤6:本数据帧结束;
所述航电系统环境1394B总线通信帧结构的传输方法的CC节点的操作步骤如下:
步骤1.CC节点发送STOF包通知各RN本数据帧开始;
步骤2.CC节点在其发送时间窗发送异步流包;
步骤3.CC节点按照预分配的时间划分在RN1节点的发送时间窗开始时,发送包含RN1节点ID号的STOF包STOFRN1,通知RN1节点发送时间窗到达,并接收RN1节点发送的STOF应答包ACK1;
步骤4.CC节点按照预分配的时间划分在RN2节点的发送时间窗开始时,发送包含RN2节点ID号的STOF包STOFRN2,通知RN2发送时间窗到达,并接收RN2节点发送的STOF应答包ACK2;
步骤5.以此类推,直至CC节点按照预分配的时间划分在RNn节点(远程节点n)的发送时间窗开始时发送包含RNn节点ID号的STOF包STOFRNn,通知RNn发送时间窗到达,并接收RNn节点发送的STOF应答包ACKn;
步骤6.本数据帧结束。
所述航电系统环境1394B总线通信帧结构的传输方法RN节点的操作如下:
步骤1.RN节点接收STOFRN包;
步骤2.RN节点收到包含自身节点ID号的STOFRN包后回复ACK;
步骤3.RN节点发送异步流包,异步流包发送时间不超过STOFRN中包含的发送时间窗。
本发明的有益效果在于根据航电系统环境的通信特点,通过改进AS5643协议,提出了一种航电系统环境1394B总线通信帧结构设计,本发明具有如下优点:
1.CC节点通过STOFRN包通知RN节点发送时间窗的开始;
2.RN节点收到自身的STOFRN包后需发送STOF应答包,通知CC节点自身工作状态;
3.RN节点无需配置发送时间窗信息,RN节点的发送通过CC节点控制。
通过以上设计,CC节点与RN节点的通信方式成为“命令-响应”式,能够有效提高CC节点的总线控制能力,CC节点能够根据STOF应答包实时监管RN节点工作状态,如下线状态、忙状态等,并上报给应用层软件,实现应用层的总线管理功能。同时RN节点自身无需定时器控制发送时间窗的开始,从而能够降低对硬件定时器资源的依赖,简化RN节点软件复杂度。
附图说明
图1为本发明提出的通信帧结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示为本发明设计的1394B总线通信帧结构图。图中包含了n个RN节点和1个CC节点。STOF、STORN1、STORN2、STORN3、……、STORNn均由CC节点发出,ACK1、ACK2、ACK3、……、ACKn分别由RN1、RN2、RN3、……、RNn发出。紧跟着ACK的是RN节点要发送的异步流包。根据系统响应时间及RN节点带宽的需求可调整数据帧周期及RN节点时间窗大小。
所述的航电系统环境1394B总线通信帧结构的传输方法如下:
步骤1:总线控制节点(CC节点)发送STOF包通知各远程节点(RN节点)本数据帧开始,CC节点在其发送时间窗发送异步流包(Asynchronous Stream Packet);
步骤2:CC节点发送STOFRN1包通知RN1节点发送时间窗到达,STORN1中包含RN1对应的节点ID号;
步骤3:RN1接收到STORN1后验证其中的节点ID号是否与自身节点ID一致,确认一致后RN1节点回复ACK1,ACK1中包含有RN1节点状态信息,RN1节点在其发送时间窗发送异步流包;
步骤4:CC节点发送STOFRN2包通知RN2发送时间窗到达;
步骤5:RN2回复ACK2,RN2在其发送时间窗发送异步流包;
以此类推,直至RNn回复ACKn,RNn在其发送时间窗发送异步流包;
步骤6:本数据帧结束;
所述航电系统环境1394B总线通信帧结构的传输方法CC节点的操作步骤如下:
步骤1.CC节点发送STOF包通知各RN本数据帧开始;
步骤2.CC节点在其发送时间窗发送异步流包;
步骤3.CC节点按照预分配的时间划分在RN1节点的发送时间窗开始时,发送包含RN1节点ID号的STOF包STOFRN1,通知RN1节点发送时间窗到达,并接收RN1节点发送的STOF应答包ACK1;
步骤4.CC节点按照预分配的时间划分在RN2节点的发送时间窗开始时,发送包含RN2节点ID号的STOF包STOFRN2,通知RN2发送时间窗到达,并接收RN2节点发送的STOF应答包ACK2;
步骤5.以此类推,直至CC节点按照预分配的时间划分在RNn节点(远程节点n)的发送时间窗开始时发送包含RNn节点ID号的STOF包STOFRNn,通知RNn发送时间窗到达,并接收RNn节点发送的STOF应答包ACKn;
步骤6.本数据帧结束。
所述航电系统环境1394B总线通信帧结构的传输方法RN节点的操作步骤如下:
步骤1.RN节点接收STOFRN包;
步骤2.RN节点收到包含自身节点ID号的STOFRN包后回复ACK;
步骤3.RN节点发送异步流包,异步流包发送时间不超过STOFRN中包含的发送时间窗;
具体实施方式如下:
1.第n个数据通信帧以CC节点发送的STOFn包为起始,紧接着是CC节点在其发送时间窗内发送异步流包。
2.RN1的时间窗到来时,CC节点首先发送STORN1通知RN1发送时间窗到达。STORN1中包含RN1对应的节点ID号,RN1接收到STORN1后验证其中的节点ID号是否与自身节点ID一致,确认后响应ACK1。ACK1中包含有RN1节点状态信息,CC节点接收到ACK1确认RN1的状态是否正常,RN1开始发送异步流包。
3.RN2、RN3、……、STORNn操作如RN1。
4.下一个数据通信帧到来后CC节点发送STOFn+1。
5.CC节点内部设置定时器控制发送STOF和STORN,RN节点不需要设置定时器。
6.CC节点及RN节点除自身的时间窗内发送异步流包外,其余时间均用于接收异步流包。
7.STOF、STORN及ACK均为AS5643协议中定义的异步流包。
总线控制节点在通道31发送STOF包及STOFRN包,STOFRN包中包含对应RN的节点ID号以及该RN的发送时间窗信息,RN节点根据时间窗信息计算能够发送的数据量。在固定包长的设计时,发送时间窗信息可用异步流包数量代替,或者发送时间窗信息采用偏移信息,RN节点以约定的固定包长发送不超过该数量的异步流包。RN节点的STOF应答包的设计比较灵活,全部RN节点的STOF应答包可以在固定的通道(如广播通道:63)上发送,STOF应答包必须包含RN节点自身的ID号,可以附加RN节点将要发送的数据量、异步流包数量、周期自检状态、工作状态等信息。
Claims (3)
1.一种航电系统环境1394B总线通信帧结构的传输方法,其特征在于包括下述步骤:
步骤1:总线控制节点(CC节点)发送STOF包通知各远程节点(RN节点)本数据帧开始,CC节点在其发送时间窗发送异步流包(Asynchronous Stream Packet);
步骤2:CC节点发送STOFRN1包通知RN1节点发送时间窗到达,STORN1中包含RN1对应的节点ID号;
步骤3:RN1接收到STORN1后验证其中的节点ID号是否与自身节点ID一致,确认一致后RN1节点回复ACK1,ACK1中包含有RN1节点状态信息,RN1节点在其发送时间窗发送异步流包;
步骤4:CC节点发送STOFRN2包通知RN2发送时间窗到达;
步骤5:RN2回复ACK2,RN2在其发送时间窗发送异步流包;
以此类推,直至RNn回复ACKn,RNn在其发送时间窗发送异步流包;
步骤6:本数据帧结束。
2.根据权利要求1所述的一种航电系统环境1394B总线通信帧结构的传输方法,其特征在于:
所述航电系统环境1394B总线通信帧结构的传输方法的CC节点的操作步骤如下:
步骤1.CC节点发送STOF包通知各RN本数据帧开始;
步骤2.CC节点在其发送时间窗发送异步流包;
步骤3.CC节点按照预分配的时间划分在RN1节点的发送时间窗开始时,发送包含RN1节点ID号的STOF包STOFRN1,通知RN1节点发送时间窗到达,并接收RN1节点发送的STOF应答包ACK1;
步骤4.CC节点按照预分配的时间划分在RN2节点的发送时间窗开始时,发送包含RN2节点ID号的STOF包STOFRN2,通知RN2发送时间窗到达,并接收RN2节点发送的STOF应答包ACK2;
步骤5.以此类推,直至CC节点按照预分配的时间划分在RNn节点(远程节点n)的发送时间窗开始时发送包含RNn节点ID号的STOF包STOFRNn,通知RNn发送时间窗到达,并接收RNn节点发送的STOF应答包ACKn;
步骤6.本数据帧结束。
3.根据权利要求1所述的一种航电系统环境1394B总线通信帧结构的传输方法,其特征在于:
所述航电系统环境1394B总线通信帧结构的传输方法RN节点的操作如下:
步骤1.RN节点接收STOFRN包;
步骤2.RN节点收到包含自身节点ID号的STOFRN包后回复ACK;
步骤3.RN节点发送异步流包,异步流包发送时间不超过STOFRN中包含的发送时间窗。
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