CN112312355A - 一种箭载以太网通信方法及通信系统 - Google Patents

Abstract

一种箭载以太网通信方法及通信系统，包括：飞行控制软件与其他设备均包括至少两路以太网口并挂接在同一交换机上；所述飞行控制软件作为主节点用于发送指令，其他设备作为从节点用于响应所述指令；在以太网通信要求时间精度TAcc＜控制周期T时，采用基于高精度时间戳的箭载冗余以太网可靠通信方法；在以太网通信要求时间精度TAcc≥控制周期T时，采用基于信号量的箭载冗余以太网可靠通信方法。采用本申请中的方案，一旦出现问题能及时切换到备用网络，显著提升了箭载总线通信的可靠性。

Description

一种箭载以太网通信方法及通信系统

技术领域

本申请涉及运载火箭通信技术，具体地，涉及一种箭载以太网通信方法及通信系统。

背景技术

传统型号的运载火箭通信一般采用CAN总线或者1553B总线进行总线通信，通信速率较低且扩展性不强，箭载以太网具有价格低、扩展性强、传输速率快等优点，但是以太网传输受传输状况和通信协议的影响，可能导致出现丢帧或误码等错误。

现有技术中存在的问题：

传统运载火箭飞行控制通信容易出现故障，可靠性不佳。

发明内容

本申请实施例中提供了一种箭载以太网通信方法及通信系统，以解决上述技术问题。

根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种箭载以太网通信方法，包括如下步骤：

在以太网通信要求时间精度TAcc＜控制周期T时，作为主节点的飞行控制软件按照数据格式完成以太网协议帧的组帧；

向作为从节点的其他设备发送所述以太网协议帧，接收并校验其他设备响应的以太网协议帧，并在可靠通信全局结构体数组中记录发送时刻和接收时刻的时间戳信息；

根据定时器中断确定以太网协议帧发送标志有效且当前时间戳信息与发送时刻的时间戳信息之差小于预设阈值TMax、接收标志有效且接收时间戳与发送时间戳的差值小于预设阈值TMax时，判定链路正常；确定以太网协议帧发送标志有效且当前时间戳信息与发送时刻的时间戳信息之差大于等于预设阈值TMax时，若重传次数小于等于预设第一重传次数，切换以太网链路通道重传；若重传次数大于预设第一重传次数，判定链路正常；

其中，飞行控制软件与其他设备均包括至少两路以太网口并挂接在同一交换机上；所述飞行控制软件作为主节点用于发送指令，其他设备作为从节点用于响应所述指令。

根据本申请实施例的第二个方面，提供了一种箭载以太网通信方法，包括：

在以太网通信要求时间精度TAcc≥控制周期T时，作为主节点的飞行控制软件按照数据格式完成以太网协议帧的组帧；

在重传次数小于等于预设第二重传次数时发送以太网协议帧，根据本次发送的以太网协议帧的类型阻塞信号量数组中的信号量；接收和校验以太网协议帧、以及在校验通过后根据本次以太网协议帧的类型发布信号量数组中的信号量；若在预设阈值TMax内等到信号量则判定链路正常；若在预设阈值TMax内没有等到信号量则重传以太网协议帧；在重传次数大于预设第二重传次数时，判定链路异常；

其中，飞行控制软件与其他设备均包括至少两路以太网口并挂接在同一交换机上；所述飞行控制软件作为主节点用于发送指令，其他设备作为从节点用于响应所述指令。

根据本申请实施例的第三个方面，提供了一种箭载以太网通信系统，包括：飞行控制软件和其他设备，所述飞行控制软件作为主节点用于发送指令，其他设备作为从节点用于响应所述指令；飞行控制软件与其他设备均包括至少两路以太网口并挂接在同一交换机上；

在以太网通信要求时间精度TAcc＜控制周期T时，作为主节点的飞行控制软件按照数据格式完成以太网协议帧的组帧；

向作为从节点的其他设备发送所述以太网协议帧，接收并校验其他设备响应的以太网协议帧，并在可靠通信全局结构体数组中记录发送时刻和接收时刻的时间戳信息；

根据定时器中断确定以太网协议帧发送标志有效且当前时间戳信息与发送时刻的时间戳信息之差小于预设阈值TMax、接收标志有效且接收时间戳与发送时间戳的差值小于预设阈值TMax时，判定链路正常；确定以太网协议帧发送标志有效且当前时间戳信息与发送时刻的时间戳信息之差大于等于预设阈值TMax时，若重传次数小于等于预设第一重传次数，切换以太网链路通道重传；若重传次数大于预设第一重传次数，判定链路正常。

根据本申请实施例的第四个方面，提供了一种箭载以太网通信系统，包括：飞行控制软件和其他设备，所述飞行控制软件作为主节点用于发送指令，其他设备作为从节点用于响应所述指令；飞行控制软件与其他设备均包括至少两路以太网口并挂接在同一交换机上；

在以太网通信要求时间精度TAcc≥控制周期T时，作为主节点的飞行控制软件按照数据格式完成以太网协议帧的组帧；

在重传次数小于等于预设第二重传次数时发送以太网协议帧，根据本次发送的以太网协议帧的类型阻塞信号量数组中的信号量；接收和校验以太网协议帧、以及在校验通过后根据本次以太网协议帧的类型发布信号量数组中的信号量；若在预设阈值TMax内等到信号量则判定链路正常；若在预设阈值TMax内没有等到信号量则重传以太网协议帧；在重传次数大于预设第二重传次数时，判定链路异常。

采用本申请实施例中提供的箭载以太网通信方法及通信系统，基于箭载冗余以太网机制，增加以太网通信状态实时检测，一旦出现问题能及时切换到备用网络，显著提升了箭载总线通信的可靠性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了本申请实施例一中箭载以太网通信方法实施的流程示意图；

图2示出了本申请实施例二中箭载以太网通信系统的结构示意图；

图3示出了本申请实施例三中箭载以太网通信方法实施的流程示意图；

图4示出了本申请实施例四中箭载以太网通信系统的结构示意图；

图5示出了本申请实施例五中主从式以太网总线拓扑结构示意图；

图6示出了本申请实施例五中以太网协议帧多重校验流程示意图。

具体实施方式

在实现本申请的过程中，发明人发现：

以太网传输尤其是基于UDP的以太网通信是不可靠传输，存在丢帧、错帧和乱帧传输的可能性，因此如果飞行软件要使用以太网传输总线数据尤其是传输控制和时序相关的指令，必需采取多重可靠性保护机制，才能确保总线通信的安全可靠。

针对上述问题，本申请实施例中提供了一种箭载冗余以太网通信方法，基于箭载实时以太网，具有实时性好、通用性强、可扩展性强、成本低等特点，同时利用采以太网的全双工和冗余链路机制，避免网络上的数据传输冲突，能够检测到丢帧或误码等故障并解决，保证实时以太网通信具有较好的可靠性和较高的实时性。

本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

图1示出了本申请实施例一中箭载以太网通信方法实施的流程示意图。

如图所示，所述箭载以太网通信方法包括：

步骤101、在以太网通信要求时间精度TAcc＜控制周期T时，作为主节点的飞行控制软件按照数据格式完成以太网协议帧的组帧；

步骤102、向作为从节点的其他设备发送所述以太网协议帧，接收并校验其他设备响应的以太网协议帧，并在可靠通信全局结构体数组中记录发送时刻和接收时刻的时间戳信息；

步骤103、根据定时器中断确定以太网协议帧发送标志有效且当前时间戳信息与发送时刻的时间戳信息之差小于预设阈值TMax、接收标志有效且接收时间戳与发送时间戳的差值小于预设阈值TMax时，判定链路正常；确定以太网协议帧发送标志有效且当前时间戳信息与发送时刻的时间戳信息之差大于等于预设阈值TMax时，若重传次数小于等于预设第一重传次数，切换以太网链路通道重传；若重传次数大于预设第一重传次数，判定链路正常；

其中，飞行控制软件与其他设备均包括至少两路以太网口并挂接在同一交换机上；所述飞行控制软件作为主节点用于发送指令，其他设备作为从节点用于响应所述指令。

采用本申请实施例中提供的箭载以太网通信方法，基于箭载冗余以太网机制，增加以太网通信状态实时检测，一旦出现问题能及时切换到备用网络，显著提升了箭载总线通信的可靠性。

在一种实施方式中，线程1用于按照数据格式完成以太网协议帧的组帧、完成以太网协议帧的发送、以及在可靠通信全局结构体数组中记录发送时刻的时间戳信息；

线程2用于接收并校验其他设备响应的以太网协议帧，并在可靠通信全局结构体数组中记录接收时刻的时间戳信息；

线程3用于重传以太网协议帧。

在一种实施方式中，所述预设第一重传次数为2*N，N为以太网冗余链路通道数量。

在一种实施方式中，所述可靠通信全局结构体数组用于存放M个结构体，每个结构体对应一条以太网协议帧，结构体至少包括发送时间戳信息、发送标志、接收时间戳信息、接收标志、以太网通道、重传次数、指令类型、指令内容；在准备以太网协议帧时发送标志有效、接收标志无效；在接收到以太网协议帧并校验通过时接收标志有效。

在一种实施方式中，所述以太网通信协议帧的格式包括：

帧头，固定两个字节，用于判断帧的开始；

帧时间戳，表示发送帧时刻的时间戳；

帧通道，表示当前的协议通过冗余以太网的哪条通道进行传输；

帧类型，表示本次发送数据的类型，分为控制和数据两大类；

帧长度，表示本次发送数据的长度；

重传标志，固定两个字节，零表示首次发送，非零值表示重传发送；

帧内容，根据通信协议帧的具体内容；

校验和，对本帧数据区内容进行校验和校验，包括但不限于累加和和CRC校验；

帧尾，固定两个字节，用于判断帧的结束。

在一种实施方式中，对以太网协议帧进行校验，包括：对所述以太网协议帧的帧头、帧尾、帧长度、帧类型及校验和进行多重校验。

在一种实施方式中，对于数据长度超过预设字节数的指令，采用分包方式传输；对以太网协议帧进行校验，进一步包括：对分包后的以太网协议帧的包号进行校验。

实施例二

基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种箭载以太网通信系统，该系统解决技术问题的原理与一种箭载以太网通信方法相似，重复之处不再赘述。

图2示出了本申请实施例二中箭载以太网通信系统的结构示意图。

如图所示，所述箭载以太网通信系统包括：飞行控制软件和其他设备，所述飞行控制软件作为主节点用于发送指令，其他设备作为从节点用于响应所述指令；飞行控制软件与其他设备均包括至少两路以太网口并挂接在同一交换机上；

在以太网通信要求时间精度TAcc＜控制周期T时，作为主节点的飞行控制软件按照数据格式完成以太网协议帧的组帧；

向作为从节点的其他设备发送所述以太网协议帧，接收并校验其他设备响应的以太网协议帧，并在可靠通信全局结构体数组中记录发送时刻和接收时刻的时间戳信息；

根据定时器中断确定以太网协议帧发送标志有效且当前时间戳信息与发送时刻的时间戳信息之差小于预设阈值TMax、接收标志有效且接收时间戳与发送时间戳的差值小于预设阈值TMax时，判定链路正常；确定以太网协议帧发送标志有效且当前时间戳信息与发送时刻的时间戳信息之差大于等于预设阈值TMax时，若重传次数小于等于预设第一重传次数，切换以太网链路通道重传；若重传次数大于预设第一重传次数，判定链路正常。

采用本申请实施例中提供的箭载以太网通信系统，基于箭载冗余以太网机制，增加以太网通信状态实时检测，一旦出现问题能及时切换到备用网络，显著提升了箭载总线通信的可靠性。

实施例三

图3示出了本申请实施例三中箭载以太网通信方法实施的流程示意图。

如图所示，所述箭载以太网通信方法包括：

步骤301、在以太网通信要求时间精度TAcc≥控制周期T时，作为主节点的飞行控制软件按照数据格式完成以太网协议帧的组帧；

步骤302、在重传次数小于等于预设第二重传次数时发送以太网协议帧，根据本次发送的以太网协议帧的类型阻塞信号量数组中的信号量；接收和校验以太网协议帧、以及在校验通过后根据本次以太网协议帧的类型发布信号量数组中的信号量；若在预设阈值TMax内等到信号量则判定链路正常；若在预设阈值TMax内没有等到信号量则重传以太网协议帧；在重传次数大于预设第二重传次数时，判定链路异常；

其中，飞行控制软件与其他设备均包括至少两路以太网口并挂接在同一交换机上；所述飞行控制软件作为主节点用于发送指令，其他设备作为从节点用于响应所述指令。

采用本申请实施例中提供的箭载以太网通信方法，基于箭载冗余以太网机制，增加以太网通信状态实时检测，一旦出现问题能及时切换到备用网络，显著提升了箭载总线通信的可靠性。

在一种实施方式中，线程1用于按照数据格式完成以太网协议帧的组帧、判断重传次数是否小于等于预设重传次数、以及发送以太网协议帧、阻塞信号量数组中的信号量；

线程2用于接收和校验以太网协议帧、以及在校验通过后根据本次以太网协议帧的类型发布信号量数组中的信号量通知线程1；

所述信号量数组用于线程1和线程2之间的同步通信，每个指令对应一个信号量。

在一种实施方式中，所述预设第二重传次数为2*3*N，N为以太网冗余链路通道数量。

在一种实施方式中，所述若在预设阈值TMax内没有等到信号量则重传以太网协议帧，包括：

若在预设阈值TMax内没有等到信号量，每个以太网链路通道最多重试3次，超过3次后切换到未使用过的以太网冗余链路通道，最多切换2*N次，N为以太网冗余链路通道数量。

在一种实施方式中，所述以太网通信协议帧的格式包括：

帧头，固定两个字节，用于判断帧的开始；

帧时间戳，表示发送帧时刻的时间戳；

帧通道，表示当前的协议通过冗余以太网的哪条通道进行传输；

帧类型，表示本次发送数据的类型，分为控制和数据两大类；

帧长度，表示本次发送数据的长度；

重传标志，固定两个字节，零表示首次发送，非零值表示重传发送；

帧内容，根据通信协议帧的具体内容；

校验和，对本帧数据区内容进行校验和校验，包括但不限于累加和和CRC校验；

帧尾，固定两个字节，用于判断帧的结束。

在一种实施方式中，对以太网协议帧进行校验，包括：对所述以太网协议帧的帧头、帧尾、帧长度、帧类型及校验和进行多重校验。

在一种实施方式中，对于数据长度超过预设字节数的指令，采用分包方式传输；对以太网协议帧进行校验，进一步包括：对分包后的以太网协议帧的包号进行校验。

实施例四

基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种箭载以太网通信系统，该系统解决技术问题的原理与一种箭载以太网通信方法相似，重复之处不再赘述。

图4示出了本申请实施例四中箭载以太网通信系统的结构示意图。

如图所示，所述箭载以太网通信系统包括：飞行控制软件和其他设备，所述飞行控制软件作为主节点用于发送指令，其他设备作为从节点用于响应所述指令；飞行控制软件与其他设备均包括至少两路以太网口并挂接在同一交换机上；

在以太网通信要求时间精度TAcc≥控制周期T时，作为主节点的飞行控制软件按照数据格式完成以太网协议帧的组帧；

在重传次数小于等于预设第二重传次数时发送以太网协议帧，根据本次发送的以太网协议帧的类型阻塞信号量数组中的信号量；接收和校验以太网协议帧、以及在校验通过后根据本次以太网协议帧的类型发布信号量数组中的信号量；若在预设阈值TMax内等到信号量则判定链路正常；若在预设阈值TMax内没有等到信号量则重传以太网协议帧；在重传次数大于预设第二重传次数时，判定链路异常。

采用本申请实施例中提供的箭载以太网通信系统，基于箭载冗余以太网机制，增加以太网通信状态实时检测，一旦出现问题能及时切换到备用网络，显著提升了箭载总线通信的可靠性。

实施例五

为了便于本申请的实施，本申请实施例以一具体实例进行说明。

图5示出了本申请实施例五中主从式以太网总线拓扑结构示意图。

如图所示，本申请实施例通过下述步骤实现基于箭载冗余以太网的可靠通信：

a)采用UDP传输：基于UDP进行应用层数据传输，能够保障实时性，同时为了提高数据传输可靠性，通过b)-g)等可靠性措施保障数据的可靠传输；

b)设计主从式总线拓扑结构：飞行控制软件是主节点，其他设备是从节点，所有的指令均从主节点发出，从节点被动相应不能主动发送数据，飞行控制软件核其他模块都有至少两路以太网口，挂接在一个交换机上；

1)设备0：具备两个百兆及以上的网卡，其上运行着飞行控制软件，是整个总线拓扑结构中的主节点；

2)设备1～设备N+1：N个模块，每个模块具备两个百兆及以上的网口，用于和飞行控制软件通信，是整个总线拓扑结构中的从节点；

3)交换机：用于路由交换整个总线拓扑结构的总线交互信息。

c)设计以太网协议多重校验机制：飞行控制软件按照总线通信协议进行组帧，并对接收到的其他模块的以太网命令，进行帧头、帧尾、帧长度、帧类型及校验和的多重校验，校验通过后才能使用本帧数据，校验流程如图6所示；

d)设计超长协议栈分包处理机制：对于飞行控制软件发送的指令，如果数据长度超出1500个字节，采取分包的方式进行传输，在校验时应增加包号的判断，不超出1500个字节，按照一个数据帧进行传输；

e)设计指令应答、链路切换及超时重发机制：对于飞行控制软件发送的指令，采用指令发送与回令应答模式，即飞行控制软件向弹上其他设备发送指令，弹上其他设备相应后按协议要求格式向地面发送应答回令，通过这种机制能够确保以太网协议栈可靠传输到目的地；对于飞行控制软件向弹上其他模块发送的指令，判断在指定的时间范围内是否收到回令，如果没有收到则切换链路进行重传，直到收到回令或者遍历完所有的链路为止。

假设控制周期T，以太网通信要求时间精度TAcc，如果TAcc<T，选择基于高精度时间戳的箭载冗余以太网可靠通信方法；否则选择一种基于信号量的箭载冗余以太网可靠通信方法。

例如：

如果某控制系统控制周期10ms，要求以太网指令2ms内要传输到目的地，此时选择基于高精度时间戳的箭载冗余以太网可靠通信方法，飞行控制软件判断2ms内有没有收到其他设备的回令，如果收到结束判断，如果没有收到判定超时，进行重传。

如果某控制系统控制周期10ms，要求以太网指令15ms内要传输到目的地，此时选择基于信号量的箭载冗余以太网可靠通信方法，飞行控制软件判断15ms内有没有收到其他设备的回令，如果收到结束判断，如果没有收到判定超时，进行重传。

(一)基于高精度时间戳的箭载冗余以太网可靠通信方法

1、基本组成

a)线程1：用于发送以太网协议帧，并记录发送时刻的特征点信息；

b)线程2：用于接收以太网协议帧，并记录接收时刻的特征点信息；

c)线程3：用于以太网协议帧的重传发送；

d)高精度时间戳：用于描述以太网特征点信息中的时间，精度应至少为T*0.1；

e)定时器中断：用于判断某次以太网协议帧发送是否超时；

f)可靠通信全局结构体数组：是一个全局数组，用于存放M个结构体，每一个结构体对应一条以太网协议帧，结构体存放用于判断以太网协议帧是否可靠发送的特征点信息，结构体至少包括发送时间戳信息、发送标志、接收时间戳信息、接收标志、以太网通道、指令重传次数、指令类型、指令内容；

g)网口1：作为主以太网通信链路，首次发送数据通过网口1；

h)网口N:N>＝2，作为备份以太网通信链路，网口1链路出现故障后通过网口2-网口N发送。

2、基本流程

1)在线程1按照数据格式完成以太网协议帧的组帧，并在可靠通信全局结构体数组中记录当前发送时间戳信息，置发送标志有效，置接收标志无效，记录指令类型、指令内容，指令重传次数清零；

2)在线程1完成以太网协议帧的发送，连续发送三帧；

3)在线程2完成以太网协议帧的接收及校验，如果通过校验则可靠通信全局结构体数组中记录接收时间戳信息，置接收标志有效，否则丢弃本帧协议帧；

4)在定时器中断中周期性地进行判断，如果以太网协议帧发送标志有效，则进行步骤5判断，否则跳出判断；

5)使用当前的时间戳信息与发送时刻的时间戳信息相减，如果小于预设的阈值TMax，进行步骤6判断，否则进行步骤7；

6)判断接收标志是否有效并且接收时间戳与发送时间戳的差值小于预设的阈值TMax，如果执行步骤10，否则进行步骤7；

7)首先判断重传次数是否小于等于2*N，如果小于等于，切换以太网链路通道，发布信号量调度线程3执行，执行步骤8；否则，执行步骤9；

8)在线程3中根据保留的指令类型和指令内容，在可靠通信全局结构体数组中记录当前发送时间戳信息，置发送标志有效，置接收标志无效，指令重传次数进行累加，执行步骤2；

9)本次以太网帧传输没有在指定时间内收到回令，且已遍历完所有冗余通道仍没有收到回令，判定链路异常，结束本次通信；

10)本次以太网帧传输在指定时间内收到回令，判定链路正常，结束本次通信。

(二)基于信号量的箭载冗余以太网可靠通信方法

1、基本组成

a)线程T1：用于发送以太网协议帧；

b)线程T2：用于接收以太网协议帧，并发布信号量通知线程T1；

c)信号量数组S1：用于线程T1和线程T2之间的同步通信，每一个指令对应一个信号量；

d)网口1：作为主以太网通信链路，首次发送数据通过网口1；

e)网口N:N>＝2，作为备份以太网通信链路，网口1链路出现故障后通过网口2-网口N发送。

2、基本流程

1)在线程1按照数据格式完成以太网协议帧的组帧；

2)在线程1首先判断重传次数是否小于等于2*3*N，如果小于等于，则向指定模块发送以太网协议帧，连续发送三帧，执行步骤3；否则，执行步骤6；

3)根据本次发送的以太网协议帧类型，阻塞等待信号量数组S1中的某个信号量S11，如果超过TMax没有等到信号量，判定超时，执行步骤5，如果小于TMax内等到信号量，本次传输成功完成，执行步骤7；

4)在线程2完成以太网协议帧的接收及校验，如果通过校验则根据本次协议帧类型发布信号量数组S1中的某个信号量S11；

5)本次以太网帧传输没有在指定时间内收到回令，判定链路异常，每个以太网链路通道最多重试3次，超过3次后切换到未使用过的以太网链路冗余通道，最多切换2*N次，并进行指令重传次数累加，执行步骤1；

6)本次以太网帧传输没有在指定时间内收到回令，且已遍历完所有冗余通道仍没有收到回令，判定链路异常，结束本次通信；

7)本次以太网帧传输在指定时间内收到回令，判定链路正常，结束本次通信。

本申请实施例所提供的方案，具有如下优点：

1)采用UDP进行数据传输，保障了通信的实时性；设计主从式总线拓扑结构，确保数据传输不会发生冲突；设计以太网协议多重校验机制，提高数据传输可靠性；设计超长协议栈分包处理机制，处理超长以太网协议帧；设计指令应答、链路切换及超时重发机制，提高数据传输可靠性；

2)对每个协议栈的基本组成进行了限定，对协议的基本单元进行介绍，基于本协议能够方便地实现可靠以太网通信交互，同时扩展性也较好；

3)采用指令应答、链路切换及超时重发机制的设计理念，基于高精度时间戳和信号量实现了两种飞行控制软件可靠通信方法，能够适用于高时间精度和低时间精度两种情况，显著提高飞行控制软件的以太网总线通信的可靠性。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种箭载以太网通信方法，其特征在于，包括：

在以太网通信要求时间精度TAcc＜控制周期T时，作为主节点的飞行控制软件按照数据格式完成以太网协议帧的组帧；

向作为从节点的其他设备发送所述以太网协议帧，接收并校验其他设备响应的以太网协议帧，并在可靠通信全局结构体数组中记录发送时刻和接收时刻的时间戳信息；

根据定时器中断确定以太网协议帧发送标志有效且当前时间戳信息与发送时刻的时间戳信息之差小于预设阈值TMax、接收标志有效且接收时间戳与发送时间戳的差值小于预设阈值TMax时，判定链路正常；确定以太网协议帧发送标志有效且当前时间戳信息与发送时刻的时间戳信息之差大于等于预设阈值TMax时，若重传次数小于等于预设第一重传次数，切换以太网链路通道重传；若重传次数大于预设第一重传次数，判定链路正常；

其中，飞行控制软件与其他设备均包括至少两路以太网口并挂接在同一交换机上；所述飞行控制软件作为主节点用于发送指令，其他设备作为从节点用于响应所述指令。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

线程1用于按照数据格式完成以太网协议帧的组帧、完成以太网协议帧的发送、以及在可靠通信全局结构体数组中记录发送时刻的时间戳信息；

线程2用于接收并校验其他设备响应的以太网协议帧，并在可靠通信全局结构体数组中记录接收时刻的时间戳信息；

线程3用于重传以太网协议帧。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设第一重传次数为2*N，N为以太网冗余链路通道数量。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可靠通信全局结构体数组用于存放M个结构体，每个结构体对应一条以太网协议帧，结构体至少包括发送时间戳信息、发送标志、接收时间戳信息、接收标志、以太网通道、重传次数、指令类型、指令内容；在准备以太网协议帧时发送标志有效、接收标志无效；在接收到以太网协议帧并校验通过时接收标志有效。

5.一种箭载以太网通信方法，其特征在于，包括：

在以太网通信要求时间精度TAcc≥控制周期T时，作为主节点的飞行控制软件按照数据格式完成以太网协议帧的组帧；

在重传次数小于等于预设第二重传次数时发送以太网协议帧，根据本次发送的以太网协议帧的类型阻塞信号量数组中的信号量；接收和校验以太网协议帧、以及在校验通过后根据本次以太网协议帧的类型发布信号量数组中的信号量；若在预设阈值TMax内等到信号量则判定链路正常；若在预设阈值TMax内没有等到信号量则重传以太网协议帧；在重传次数大于预设第二重传次数时，判定链路异常；

其中，飞行控制软件与其他设备均包括至少两路以太网口并挂接在同一交换机上；所述飞行控制软件作为主节点用于发送指令，其他设备作为从节点用于响应所述指令。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

线程1用于按照数据格式完成以太网协议帧的组帧、判断重传次数是否小于等于预设重传次数、以及发送以太网协议帧、阻塞信号量数组中的信号量；

线程2用于接收和校验以太网协议帧、以及在校验通过后根据本次以太网协议帧的类型发布信号量数组中的信号量通知线程1；

所述信号量数组用于线程1和线程2之间的同步通信，每个指令对应一个信号量。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述预设第二重传次数为2*3*N，N为以太网冗余链路通道数量。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述若在预设阈值TMax内没有等到信号量则重传以太网协议帧，包括：

若在预设阈值TMax内没有等到信号量，每个以太网链路通道最多重试3次，超过3次后切换到未使用过的以太网冗余链路通道，最多切换2*N次，N为以太网冗余链路通道数量。

9.一种箭载以太网通信系统，其特征在于，包括：飞行控制软件和其他设备，所述飞行控制软件作为主节点用于发送指令，其他设备作为从节点用于响应所述指令；飞行控制软件与其他设备均包括至少两路以太网口并挂接在同一交换机上；

在以太网通信要求时间精度TAcc＜控制周期T时，作为主节点的飞行控制软件按照数据格式完成以太网协议帧的组帧；

向作为从节点的其他设备发送所述以太网协议帧，接收并校验其他设备响应的以太网协议帧，并在可靠通信全局结构体数组中记录发送时刻和接收时刻的时间戳信息；

根据定时器中断确定以太网协议帧发送标志有效且当前时间戳信息与发送时刻的时间戳信息之差小于预设阈值TMax、接收标志有效且接收时间戳与发送时间戳的差值小于预设阈值TMax时，判定链路正常；确定以太网协议帧发送标志有效且当前时间戳信息与发送时刻的时间戳信息之差大于等于预设阈值TMax时，若重传次数小于等于预设第一重传次数，切换以太网链路通道重传；若重传次数大于预设第一重传次数，判定链路正常。

10.一种箭载以太网通信系统，其特征在于，包括：飞行控制软件和其他设备，所述飞行控制软件作为主节点用于发送指令，其他设备作为从节点用于响应所述指令；飞行控制软件与其他设备均包括至少两路以太网口并挂接在同一交换机上；

在以太网通信要求时间精度TAcc≥控制周期T时，作为主节点的飞行控制软件按照数据格式完成以太网协议帧的组帧；

在重传次数小于等于预设第二重传次数时发送以太网协议帧，根据本次发送的以太网协议帧的类型阻塞信号量数组中的信号量；接收和校验以太网协议帧、以及在校验通过后根据本次以太网协议帧的类型发布信号量数组中的信号量；若在预设阈值TMax内等到信号量则判定链路正常；若在预设阈值TMax内没有等到信号量则重传以太网协议帧；在重传次数大于预设第二重传次数时，判定链路异常。

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