CN112333069B - 总线虚拟化通信方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种总线虚拟化通信方法，基于DDS中间件，所述的方法包括以下步骤：步骤1、根据虚拟总线的通信需求，建立通信网络拓扑图；步骤2、根据所述通信网络拓扑图要求通过所述DDS中间件建立数据共享网络；步骤3、通过DDS中间件“发布‑订阅”模式传输虚拟仿真数据；该方法基于DDS中间件，为飞控计算机通用串行总线虚拟化设计的改进提供支持。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是一种总线虚拟化通信方法。
背景技术
总线通信方式虚拟化技术是基于某种总线对待发送或接收数据，进行相应总线协议处理，实现目标总线数据传输的虚拟化。基于网络的总线虚拟化技术是将待发数据或接收的数据，进行相应网络协议处理，通过网络的方式完成数据传输，实现总线数据传输的虚拟化。
现有的总线虚拟化技术，重点分析两种常用的虚拟化技术：一种是基于网络的总线通信方式虚拟化技术，另一种是基于反射内存的总线通信方式虚拟化技术。
基于反射内存的总线通信方式虚拟化技术如图1所示：用反射内存卡搭建共享数据网，实现分布式系统中各个节点的数据共享，达到总线通信方式的虚拟化，分布式系统中的每个节点拥有一张反射内存卡，并与反射内存HUB相连。反射内存HUB实现系统中所有节点的同步和数据实时更新。分布式系统中所有节点的反射内存卡拥有相同的共享内存空间。系统的各节点可以对本地共享内存空间进行读、写操作。当节点在本地共享内存的某一地址进行数据更新时，该节点的反射内存卡通知反射内存HUB，由HUB完成对系统其余节点相同地址空间上数据的更新，从而实现系统各节点间数据的快速传输，达到串行总线通信方式虚拟化的目的。
该方法的缺点包括：(1)需要购买反射内存卡，各主机之间需要使用光缆进行连接，造成虚拟开发环境的局限性和虚拟开发成本的增加；(2)平台不能直接与真实反射内存卡进行通信，需要通过Windows提供的API函数进行数据传输，并且需要建立相应的地址配置表，因此增加了虚拟化设计的复杂度。
基于套接字socket的总线通信方式虚拟技术如图2所示：在虚拟化模型中加载UDP动态链接库，然后在模型中调用动态链接库中的函数实现socket收发模型，实现数据通过网络传输到系统的其他节点基于套接字socket总线通信方式的虚拟化技术，便于在虚拟平台实现，只需在代码中加载UDP动态链接库，完成对应的网络接口的配置，便可以实现数据传输功能，能够简化飞管计算机通用串行总线的虚拟化设计，方便总线通信方式虚拟化实现。
该方法的缺点包括：(1)只能实现点对点的数据传输方式，若使用该通信方式进行总线的虚拟化设计，就要求仿真软件必须向每个节点发送所有数据包，势必会造成网络的拥堵，导致数据传输的不确定性，造成数据传输时延的增加，没法满足数据可靠传输的需求。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种总线虚拟化通信方法，该方法基于DDS中间件，为飞控计算机通用串行总线虚拟化设计的改进提供支持。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种总线虚拟化通信方法，基于DDS中间件，所述的方法包括以下步骤：
步骤1、根据虚拟总线的通信需求，建立通信网络拓扑图；
步骤2、根据所述通信网络拓扑图要求通过所述DDS中间件建立数据共享网络；
步骤3、通过DDS中间件“发布-订阅”模式传输虚拟仿真数据。
作为本发明的进一步改进，还包括以下步骤：
步骤4、根据虚拟仿真通讯量要求调整Qos通信策略：通过对QoS管理的设置实现数据可靠性传输，保证虚拟化总线的数据传输的性能要求。
作为本发明的进一步改进，所述步骤1具体如下：
根据虚拟总线各个节点通信的关系，梳理出节点之间的通信网络拓扑图，根据通信网络拓扑图的关系，建立以话题、订阅模式的通讯关系图。
作为本发明的进一步改进，所述步骤2具体如下：
基于DDS中间件总线虚拟化设计，所述DDS中间件通过“发布-订阅”模式，将系统中的所有节点划分到一个数据域中，利用话题的方式让每个节点得到本节点想要的数据，形成一个数据共享网络。
作为本发明的进一步改进，所述步骤3具体如下：
仿真软件通过DDS中间件向数据域发布数据，DDS中间件将该信息传递给数据域内所有需要该数据的订阅者。
本发明的有益效果是：
1、具备一对多的通信方式，可避免数据传输造成网络拥堵，减少数据的多次保持与传输，减轻虚拟化模型的处理压力。
2、能够简化总线通信方式虚拟化设计，便于模型虚拟化实现。
3、不增加虚拟化开发硬件成本，不增加虚拟化开发环境的局限性。
附图说明
图1为基于反射内存的总线通信方式虚拟化技术的网络拓扑图；
图2为基于套接字socket的总线通信方式虚拟技术的网络拓扑图；
图3为本发明实施例基于DDS中间件串行总线通信方式虚拟化设计的网络拓扑图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
实施例
如图1所示，一种总线虚拟化通信方法，其特征在于，基于DDS中间件，所述的方法包括以下步骤：
1、根据虚拟总线的通信需求，建立通信网络拓扑图：
根据总线各个节点通信的关系，梳理出节点之间的通信网络拓扑图，根据通信网络拓扑图的关系，建立以话题、订阅模式的通讯关系图。
2、根据网络拓扑图要求通过DDS中间件建立数据共享网络：
基于DDS中间件总线虚拟化设计，DDS中间件通过“发布-订阅”模式，将系统中的所有节点划分到一个数据域中，利用话题的方式让每个节点得到本节点想要的数据，形成一个数据共享网络。
3、通过DDS中间件“发布-订阅”传输虚拟仿真数据：
仿真软件通过DDS中间件向数据域发布数据，DDS中间件则会将该信息传递给数据域内所有需要该数据的订阅者。这种通信模式能够切断系统节点间直接的联系，使系统中各节点处于一种松耦合状态，降低系统维护和规模扩展的难度，从而使分布式系统的设计更加灵活。
4、根据虚拟仿真通讯量要求调整Qos通信策略：
通过对QoS管理的设置实现数据可靠性传输，保证虚拟化总线的数据传输的性能要求。
本实施例在基于套接字socket总线通信方式虚拟化技术的基础上进行改进，提出基于DDS中间件的通信方式虚拟化技术。该通信方式虚拟化技术采用DDS中间件的“发布-订阅”模式，优化基于套接字socket总线通信方式虚拟化技术一对一通信方式的不足，实现一对多的通信方式。另一方面，基于DDS中间件的通信方式虚拟化技术继承了基于套接字socket总线通信方式虚拟化技术的优势。
本实施例研究已有的总线虚拟化技术，重点分析两种常用的虚拟化技术：一种是基于网络的总线通信方式虚拟化技术，另一种是基于反射内存的总线通信方式虚拟化技术。本实施例结合上述两种虚拟化技术的优势与不足，给出基于DDS中间件的总线通信方式虚拟化技术，该技术弥补基于网络的总线通信方式虚拟化技术的不足，为飞控计算机通用串行总线虚拟化设计的改进提供支持。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种总线虚拟化通信方法，其特征在于，基于DDS中间件，所述的方法包括以下步骤：
步骤1、根据虚拟总线的通信需求，建立通信网络拓扑图；所述步骤1具体如下：
根据虚拟总线各个节点通信的关系，梳理出节点之间的通信网络拓扑图，根据通信网络拓扑图的关系，建立以话题、订阅模式的通讯关系图；
步骤2、根据所述通信网络拓扑图要求通过所述DDS中间件建立数据共享网络；所述步骤2具体如下：
基于DDS中间件总线虚拟化设计，所述DDS中间件通过“发布-订阅”模式，将系统中的所有节点划分到一个数据域中，利用话题的方式让每个节点得到本节点想要的数据，形成一个数据共享网络；
步骤3、通过DDS中间件“发布-订阅”模式传输虚拟仿真数据。
2.根据权利要求1所述的总线虚拟化通信方法，其特征在于，还包括以下步骤：
步骤4、根据虚拟仿真通讯量要求调整Qos通信策略：通过对QoS管理的设置实现数据可靠性传输，保证虚拟化总线的数据传输的性能要求。
3.根据权利要求1所述的总线虚拟化通信方法，其特征在于，所述步骤3具体如下：
仿真软件通过DDS中间件向数据域发布数据，DDS中间件将该数据传递给数据域内所有需要该数据的订阅者。
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