CN109640197A - 一种基于缓冲区共享的fc通信实现方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种基于缓冲区共享的FC通信实现方法，该方法包括共享发送缓冲区管理过程、共享接收缓冲区管理过程、FC消息发送过程、FC消息接收过程。通过本发明的方法，FC通信可以共享通信缓冲区及资源，提高了通信资源利用率，从而节约通信资源。

Description

一种基于缓冲区共享的FC通信实现方法

技术领域

本发明属于机载航电系统领域，涉及一种基于缓冲区共享的FC(光纤通道，FibreChannel，简称FC)通信实现方法。通过本发明可以实现FC通信缓冲区的共享，可以更好的提高通信缓冲区资源的利用率，降低使用的资源。

背景技术

现有型号飞机的航空电子系统机载通信网络采用FC交换网络。在机载网络通信系统中，FC终端设备通信的缓冲区按照两种方式进行分配。一种是按照FC消息ID进行分配，每一个消息ID分配固定消息发送缓冲区和接收缓冲区。另一种是按照FC消息类型进行分配，每一种类型的消息分配固定的消息发送缓冲区和接收缓冲区。现有FC终端设备通信的缓冲区分配方法具体如下缺点：

(1)通信资源开销大。由于通信缓冲区分配随着消息ID或消息类型的增加而增大，因此需要满足系统中的要求，需要效率大量的软硬件资源。系统中利用率高的消息ID或效率类型通常不多，利用率很低或不用的消息ID或效率类型通常也占用资源。

(2)通信资源利用率不高。通常依据系统情况，配置的消息ID或效率类型通常较多，常用的消息ID或类型比例相对不高。

发明内容

针对上述现有FC通信缓冲区分配实现方法存在的缺点，本发明提出了一种基于缓冲区共享的FC通信实现方法。本发明使得FC通信可以共享通信缓冲区及资源，提高通信资源利用率，从而节约通信资源。

本发明的基于缓冲区共享的FC通信实现方法包括：

共享发送缓冲区管理过程：将共享发送缓冲区分块划分，并建立发送空闲队列以便对共享发送缓冲区进行管理；

共享接收缓冲区管理过程：建立接收通信队列用于接收到达的FC消息；将共享接收缓冲区分块划分，并建立接收空闲队列以便对共享接收缓冲区进行管理；FC消息到达后，执行接收空闲队列出队列操作，以获取用于存放FC消息的共享接收缓冲区，执行接收通信队列入队列操作以接收所述FC消息；

FC消息发送过程：执行发送空闲队列出队列操作，获取共享发送缓冲区，将FC消息填入共享发送缓冲区中并发送所述共享发送缓冲区，在发送完成后回收所述共享发送缓冲区；

FC消息接收过程：执行接收通信队列出队列操作，获取共享接收缓冲区中的FC消息，对共享接收缓冲区中的FC消息进行解析处理并提交应用数据，执行接收空闲队列入队列操作，回收共享接收缓冲区。

在本发明的基于缓冲区共享的FC通信实现方法中，共享发送缓冲区管理过程可以包括如下步骤：

步骤1，将共享发送缓冲区按分块策略进行初始化；

步骤2，建立发送空闲队列，将已初始化的共享发送缓冲区依次入发送空闲队列；

步骤3，若有消息要发送，则执行发送空闲队列出队列操作，获取共享发送缓冲区；

步骤4，若消息发送完成，则执行发送空闲队列入队列操作，回收共享发送缓冲区。

在上述基于缓冲区共享的FC通信实现方法中，在共享发送缓冲区管理过程中，可以包括以下方面中的一个或多个：

在所述步骤1中，按分块策略进行初始化包括将共享发送缓冲区按照预定大小进行分块，并对块进行连续编号；

在所述步骤1中，按照[1KB,16MB]的预定大小对共享发送缓冲区进行分块；

在所述步骤2中，发送空闲队列的队列元素至少包括块号、块地址、后续块号，且队列大小与共享发送缓冲区的块数相同。

在上述基于缓冲区共享的FC通信实现方法中，共享接收缓冲区管理过程可以包括如下步骤：

步骤1，依据FC消息类型建立接收通信队列；

步骤2，将共享接收缓冲区按分块策略进行初始化；

步骤3，建立接收空闲队列，将已初始化的共享接收缓冲区依次入接收空闲队列；

步骤4，若有FC消息要接收，则执行接收空闲队列出队列操作，获取共享接收缓冲区；

步骤5，依据FC消息类型，执行接收通信队列入队列操作，并转到步骤4。

在上述基于缓冲区共享的FC通信实现方法中，在共享接收缓冲区管理过程中，可以包括以下方面中的一个或多个：

在所述步骤1中，FC消息类型包括紧急消息、事件消息、流消息和ELS消息；

在所述步骤1中，FC消息类型各自具有对应的接收通信队列，接收通信队列的第一个元素存储接收空闲队列的头指针，接收通信队列的第二个元素存储接收空闲队列的尾指针；

在所述步骤1中，按分块策略进行初始化包括将共享接收缓冲区按照预定大小进行分块，并对块进行连续编号；

在所述步骤1中，按照[1KB,16MB]的预定大小对共享接收缓冲区进行分块；

在所述步骤2中，接收空闲队列的队列元素至少包括块号、块地址、后续块号，且队列大小与共享接收缓冲区的块数相同；

在所述步骤5中，接收通信队列入队列操作包括更新接收通信队列的第一个元素；

在所述步骤5中，接收通信队列出队列操作包括更新接收通信队列第二个元素。

在上述基于缓冲区共享的FC通信实现方法中，FC消息发送过程可以包括如下步骤：

步骤a，若有消息要发送，则获取共享发送缓冲区；

步骤b，将应用数据填入共享发送缓冲区中；

步骤c，若消息发送完成，则回收共享发送缓冲区。

在上述基于缓冲区共享的FC通信实现方法中，FC消息接收过程可以包括如下步骤：

步骤a，若需要接收消息，则从接收通信队列获取共享接收缓冲区；

步骤b，对共享接收缓冲区的FC消息进行解析处理，提交应用数据；

步骤c，若FC消息处理完成，则执行接收通信队列出队列操作；

步骤d，执行接收空闲队列入队列操作。

在上述基于缓冲区共享的FC通信实现方法中，共享发送缓冲区管理过程和FC消息发送过程可以具有如下关系：

共享发送缓冲区管理过程为FC消息发送过程提供发送空闲队列的操作，FC消息发送过程通过调用共享发送缓冲区管理过程的发送空闲队列来获取或回收共享发送缓冲区，以实现FC消息的发送。

在上述基于缓冲区共享的FC通信实现方法中，共享接收缓冲区管理过程和FC消息接收过程可以具有如下关系：

共享接收缓冲区管理过程为FC消息接收过程提供接收空闲队列和接收通信队列的操作，FC消息接收过程通过调用共享发送缓冲区管理过程的接收空闲队列和接收通信队列来获取或回收共享接收缓冲区，以实现FC消息的接收。

附图说明

将参考附图详细描述本发明，其中：

图1示出基于缓冲区共享的FC通信实现框图；

图2示出共享发送缓冲区管理机制；

图3示出共享接收缓冲区管理机制；

图4示出FC通信消息发送机制；

图5示出FC通信消息接收机制。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图1-5对本发明作进一步地描述。

如图1所示，本发明共享发送缓冲区管理机制方法如下：

步骤100，将共享发送缓冲区按分块策略进行初始化；

步骤101，建立共享缓冲区发送空闲循环队列，分块共享发送缓冲区依次入发送空闲循环队列；

步骤102，有消息要发送，则执行发送空闲循环队列出队列操作，获取共享发送缓冲区；

步骤103，消息发送完成，则执行发送空闲循环队列入队列操作，回收共享发送缓冲区。

所述步骤100中，分块策略即将共享发送缓冲区按照固定大小进行划分，并进行连续编号。其中块大小取值范围为[1KB,16MB]，编号称为块号。如：若共享发送缓冲区基地址为0x30000000，大小为4M，块大小取值为4K，则共分为1024块，块序号分别为{0，1，……1023}。

所述步骤101中，发送空闲队列的队列元素包括三元组(块号，块地址，后续块号)，队列大小与共享发送缓冲区的块数相同。依据步骤100中的具体实施例，则发送空闲队列大小为1024，队列元素相应取值如所示。

块号	块地址	后续块号
			0	0x30000000+0*4096	1
1	0x30000000+1*4096	2
			……	…….	……
1023	0x30000000+1023*4096	-1

所述步骤102中，如：有3条消息要发送，则执行发送空闲循环队列出队列操作后，队列元素相应取值如所示。

块号	块地址	后续块号
3	0x30000000+3*4096	4
			4	0x30000000+4*4096	5
……	…….	……
			1023	0x30000000+1023*4096	0

所述步骤103中，如：有3条消息发送完成，则执行发送空闲循环队列入队列操作后，队列元素相应取值如所示。

如图2所示，本发明方法共享接收缓冲区管理机制具体步骤如下：

步骤200，依据FC消息类型建立接收通信队列，建立接收通信队列；

步骤201，将共享接收缓冲区按分块策略进行初始化；

步骤202，建立共享缓冲区接收空闲循环队列，分块共享接收缓冲区依次入接收空闲环队队列；

步骤203，有FC消息要接收，则执行接收空闲环队队列出队列操作，获取共享接收缓冲区；

步骤204，依据FC消息类型，执行接收通信队列入队列操作。

所述步骤200中，FC消息类型包括紧急消息，事件消息，流消息和ELS消息。一类FC消息类型有一个接收通信队列，接收通信队列大小为2。接收通信队列第一个元素存储接收空闲队列的头指针内容。接收通信队列第二个元素存储接收空闲队列的尾指针内容。

所述步骤201中，分块策略即将共享发送缓冲区按照固定大小进行划分，并进行连续编号。其中块大小取值范围为[1KB,16MB]，编号称为块号。如：若共享接收缓冲区基地址为0x40000000，大小为4M，块大小取值为4K，则共分为1024块，块序号分别为{0，1，……1023}。

所述步骤202中，接收空闲循环队列的队列元素包括三元组(块号，块地址，后续块号)，队列大小与共享接收缓冲区的块数相同。依据步骤201中的具体实施例，则接收空闲队列大小为1024，元素相应取值如。

块号	块地址	后续块号
			0	0x40000000+0*4096	1
1	0x40000000+1*4096	2
			……	…….	……
1023	0x40000000+1023*4096	-1

所述步骤204中，接收通信队列入队列操作指更新接收通信队列第一个元素。依据步骤202中的具体实施例，接收通信队列入队列操作后第一个元素为块号为0的元素。

如图3所示，本发明方法FC通信消息发送机制具体步骤如下：

步骤300，有消息要发送，则获取共享发送缓冲区；

步骤301，将应用数据填入共享发送缓冲区；

步骤302，消息发送完成，则回收共享发送缓冲区。

如图4所示，本发明方法FC通信消息接收机制具体步骤如下：

步骤400，若需要接收消息，则从接收通信队列获取共享接收缓冲区；

步骤401，对共享接收缓冲区的FC消息进行解析处理，提交应用数据；

步骤402，若FC消息处理完成，则执行接收通信队列出队列操作；

步骤403，执行接收空闲队列入队列操作。

图5示出基于缓冲区共享的FC通信实现框图。如图5所示，本发明的基于缓冲区共享的FC通信实现方法包括共享发送缓冲区管理过程、共享接收缓冲区管理过程、FC消息发送过程、FC消息接收过程。

其中，共享发送缓冲区管理过程和FC消息发送过程可以具有如下关系：共享发送缓冲区管理过程为FC消息发送过程提供发送空闲队列的操作，FC消息发送过程通过调用共享发送缓冲区管理过程的发送空闲队列来获取或回收共享发送缓冲区，以实现FC消息的发送。

此外，共享接收缓冲区管理过程和FC消息接收过程可以具有如下关系：共享接收缓冲区管理过程为FC消息接收过程提供接收空闲队列和接收通信队列的操作，FC消息接收过程通过调用共享发送缓冲区管理过程的接收空闲队列和接收通信队列来获取或回收共享接收缓冲区，以实现FC消息的接收。

通过本发明使得FC网络设备能够实现网络配置数据的自动加载，适用于通信网络为FC交换网络的机载航电系统。

Claims (9)

1.一种基于缓冲区共享的FC通信实现方法，所述方法包括：

共享发送缓冲区管理过程：将共享发送缓冲区分块划分，并建立发送空闲队列以便对共享发送缓冲区进行管理；

共享接收缓冲区管理过程：建立接收通信队列用于接收到达的FC消息；将共享接收缓冲区分块划分，并建立接收空闲队列以便对共享接收缓冲区进行管理；FC消息到达后，执行接收空闲队列出队列操作，以获取用于存放FC消息的共享接收缓冲区，执行接收通信队列入队列操作以接收所述FC消息；

FC消息发送过程：执行发送空闲队列出队列操作，获取共享发送缓冲区，将FC消息填入共享发送缓冲区中并发送所述共享发送缓冲区，在发送完成后回收所述共享发送缓冲区；

FC消息接收过程：执行接收通信队列出队列操作，获取共享接收缓冲区中的FC消息，对共享接收缓冲区中的FC消息进行解析处理并提交应用数据，执行接收空闲队列入队列操作，回收共享接收缓冲区。

2.根据权利要求1所述的基于缓冲区共享的FC通信实现方法，其中，共享发送缓冲区管理过程包括如下步骤：

步骤1，将共享发送缓冲区按分块策略进行初始化；

步骤2，建立发送空闲队列，将已初始化的共享发送缓冲区依次入发送空闲队列；

步骤3，若有消息要发送，则执行发送空闲队列出队列操作，获取共享发送缓冲区；

步骤4，若消息发送完成，则执行发送空闲队列入队列操作，回收共享发送缓冲区。

3.根据权利要求2所述的基于缓冲区共享的FC通信实现方法，其中，在共享发送缓冲区管理过程中，包括以下方面中的一个或多个：

在所述步骤1中，按分块策略进行初始化包括将共享发送缓冲区按照预定大小进行分块，并对块进行连续编号；

在所述步骤1中，按照[1KB,16MB]的预定大小对共享发送缓冲区进行分块；

在所述步骤2中，发送空闲队列的队列元素至少包括块号、块地址、后续块号，且队列大小与共享发送缓冲区的块数相同。

4.根据权利要求1所述的基于缓冲区共享的FC通信实现方法，其中，共享接收缓冲区管理过程包括如下步骤：

步骤1，依据FC消息类型建立接收通信队列；

步骤2，将共享接收缓冲区按分块策略进行初始化；

步骤3，建立接收空闲队列，将已初始化的共享接收缓冲区依次入接收空闲队列；

步骤4，若有FC消息要接收，则执行接收空闲队列出队列操作，获取共享接收缓冲区；

步骤5，依据FC消息类型，执行接收通信队列入队列操作，并转到步骤4。

5.根据权利要求4所述的基于缓冲区共享的FC通信实现方法，其中，在共享接收缓冲区管理过程中，包括以下方面中的一个或多个：

在所述步骤1中，FC消息类型包括紧急消息、事件消息、流消息和ELS消息；

在所述步骤1中，FC消息类型各自具有对应的接收通信队列，接收通信队列的第一个元素存储接收空闲队列的头指针，接收通信队列的第二个元素存储接收空闲队列的尾指针；

在所述步骤1中，按分块策略进行初始化包括将共享接收缓冲区按照预定大小进行分块，并对块进行连续编号；

在所述步骤1中，按照[1KB,16MB]的预定大小对共享接收缓冲区进行分块；

在所述步骤2中，接收空闲队列的队列元素至少包括块号、块地址、后续块号，且队列大小与共享接收缓冲区的块数相同；

在所述步骤5中，接收通信队列入队列操作包括更新接收通信队列的第一个元素；

在所述步骤5中，接收通信队列出队列操作包括更新接收通信队列第二个元素。

6.根据权利要求1所述的基于缓冲区共享的FC通信实现方法，其中，FC消息发送过程包括如下步骤：

步骤a，若有消息要发送，则获取共享发送缓冲区；

步骤b，将应用数据填入共享发送缓冲区中；

步骤c，若消息发送完成，则回收共享发送缓冲区。

7.根据权利要求1所述的基于缓冲区共享的FC通信实现方法，其中，FC消息接收过程包括如下步骤：

步骤a，若需要接收消息，则从接收通信队列获取共享接收缓冲区；

步骤b，对共享接收缓冲区的FC消息进行解析处理，提交应用数据；

步骤c，若FC消息处理完成，则执行接收通信队列出队列操作；

步骤d，执行接收空闲队列入队列操作。

8.根据权利要求1所述的基于缓冲区共享的FC通信实现方法，其中，共享发送缓冲区管理过程和FC消息发送过程具有如下关系：

共享发送缓冲区管理过程为FC消息发送过程提供发送空闲队列的操作，FC消息发送过程通过调用共享发送缓冲区管理过程的发送空闲队列来获取或回收共享发送缓冲区，以实现FC消息的发送。

9.根据权利要求1所述的基于缓冲区共享的FC通信实现方法，其中，共享接收缓冲区管理过程和FC消息接收过程具有如下关系：

共享接收缓冲区管理过程为FC消息接收过程提供接收空闲队列和接收通信队列的操作，FC消息接收过程通过调用共享发送缓冲区管理过程的接收空闲队列和接收通信队列来获取或回收共享接收缓冲区，以实现FC消息的接收。