CN115865810B - 一种时间敏感网络中信用值流量调度系统及方法 - Google Patents
一种时间敏感网络中信用值流量调度系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115865810B CN115865810B CN202310146107.6A CN202310146107A CN115865810B CN 115865810 B CN115865810 B CN 115865810B CN 202310146107 A CN202310146107 A CN 202310146107A CN 115865810 B CN115865810 B CN 115865810B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- queue
- credit
- cbs
- credit value
- transmission
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/50—Reducing energy consumption in communication networks in wire-line communication networks, e.g. low power modes or reduced link rate
Abstract
本发明涉及通信技术领域,提供了一种时间敏感网络中信用值流量调度系统,包括:CBS读取数据缓存单元,用于产生读使能信号控制读取CBS核心功能块中已经缓存的流量;信用值控制单元,用于定义CBS的参数值,并输出电平信号至队列选择传输单元用于判断队列传输的条件;信用值更新单元,用于控制队列中数据帧传输时队列信用值的变化;队列选择传输单元,用于判断各队列是否满足传输条件,并产生读使能信号反馈至CBS读取数据缓存单元读取缓存中的流量数据。突破目前流量整形算法CBS对音视频两个队列数量的限制,将其扩展至多个队列并应用于工业控制领域,同时采用FPGA主控芯片实现CBS的核心机制从而达到对业务的共网传输。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,尤其涉及一种时间敏感网络中信用值流量调度系统及方法。
背景技术
近年来,随着智能工业、自动驾驶等新兴应用的出现,其对于网络中数据传输的实时性、确定性、可靠性等性能要求提出了新的挑战。而以太网技术具有传输数据速率高且成本较低的优势,其愈来愈多的应用于工业网络中。但传统以太网采用的CSMA/CD机制会导致通信过程出现数据冲突,并且不能满足工业领域中对数据实时性传输要求。
为了寻求更好的解决方案使得以太网满足新的性能需求,时间敏感网络技术(Time Sensitive Networking,TSN)应运而生。时间敏感网络由多个IEEE 802.1协议簇组成,其允许时间敏感流与普通尽力而为流量在同一网络中传输,使得标准以太网具备了数据传输的确定性、实时性等优势性能。
时间敏感网络通过增强时间同步、流整形与调度及资源分配等技术实现业务高质量共网传输。由IEEE 802.1 AS定义的精确时钟同步协议可为网络提供精确的时钟调整和频率补偿;而IEEE 802.1 Qat(流预留协议)可为网络中流传输的通信链路预留带宽;经过IEEE 802.1 Qav(时间敏感流排队与转发协议)定义的基于信用量的流量整形算法(CreditBased Shaper,CBS)对时间敏感流及普通以太网流量进行整形与调度。将三者实现并应用于车内网络,可为网络中的多媒体实时数据流提供确定性服务。
随着技术的不断更新与发展,时间敏感网络工作组在三个协议中不断补充新的内容,以适应及兼容更多的应用场景。而对于TSN技术的研究与开发,最重要的一点在于如何对网络中时间敏感流与非时间敏感流进行一个有效的调度,以及使得网络中各个节点的时间保持同步。AS协议定义不同类型报文在节点或网桥间交互实现路径延迟测量及时间同步,在节点或网桥间达到一定范围内的时间同步误差后再采用调度算法对流量进行调度,这种方法可保证流传输的实时性。但是本发明涉及的基于信用量的流量整形算法CBS目前在车载网络中应用较为广泛,只支持对2个队列流量(音视频流量)的整形。当需要应用于工业控制领域时,需要对多个不同队列进行整形,在现有技术中还没有实现。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的在于提供一种时间敏感网络中信用值流量调度系统及方法,突破目前流量整形算法CBS对音视频两个队列数量的限制,将其扩展至多个队列并应用于工业控制领域,同时采用FPGA主控芯片实现CBS的核心机制从而达到对业务的共网传输。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的:
一种时间敏感网络中信用值流量调度系统,包括:
CBS核心功能块,包括CBS调度模块;
所述CBS调度模块,包括CBS读取数据缓存单元,信用值控制单元,若干信用值更新单元,队列选择传输单元;
所述CBS读取数据缓存单元,用于产生读使能信号控制读取所述CBS核心功能块中已经缓存的流量;
所述信用值控制单元,用于定义CBS的参数值,并输出电平信号至所述队列选择传输单元用于判断队列传输的条件;
所述信用值更新单元,用于控制队列中数据帧传输时队列信用值的变化;
所述队列选择传输单元,用于判断各队列是否满足传输条件,并产生读使能信号反馈至所述CBS读取数据缓存单元读取缓存中的流量数据。
进一步地,在所述信用值控制单元中,定义CBS的参数值,具体为:
按照预设比例p%,将端口传输速率的p%带宽分配给时间敏感流,即Bmax=p%portTransmitRate,其中,portTransmitRate代表端口传输速率;
记在CBS算法中的信用值Credit的累计增长速率idleSlope为预留带宽参数,即idleSlopeN=BN,则式中B表示可预留的总带宽,每个队列的idleSlopeN参数可根据以下公式确定:/>式中CMIN为数据帧的发送周期,即类测量间隔,reservedBytes为发送数据帧的bit数;
在计算出每个队列的idleSlope之后,代表每个队列的信用值Credit消耗减少速率的消耗参数sendSlopeN的计算过程为:配置每个队列的最高信用值hiCredit与最低信用值loCredit,用于设置上下界约束队列所能承载的最大数据帧以及所能传输的最大帧长,其中最高信用值hiCredit由队列中最大干扰帧长决定,loCredit由队列中所传输的最大帧长度决定,具体为:/> 其中,maxInterference为队列的最大干扰帧长,maxFrameSize为队列中所传输的最大帧长度。
进一步地,在信用值更新单元中,控制队列中数据帧传输时队列信用值的变化,具体为:
a:基于每一个队列,判断队列中是否有数据帧,当队列中有数据帧时,进入步骤b,否则重新进入步骤a;
b:判断队列的信用值Credit是否大于等于0,若是进入步骤c,否则进入步骤d;
c:传输队列的数据帧,队列的信用值Credit以sendSlope速率减小,进入步骤e;
d:队列的数据帧等待传输,队列的信用值Credit以idleSlope速率增加,进入步骤b;
e:判断队列的数据帧是否传输完毕,若是进入步骤f,否则进入步骤c;
f:判断队列的信用值Credit是否大于0,若是进入步骤d,否则进入步骤g;
g:将信用值Credit置为0,进入步骤a。
进一步地,在所述信用值控制单元中,将输出允许传输信号反馈到所述队列选择传输单元用于判断队列传输的条件,具体为:当队列的信用值Credit为非负时,所述允许传输信号为高电平,允许传输;否则,不允许传输。在所述信用值更新单元中,基于每一个队列,判断队列中是否有数据帧,具体为:通过队列输出的传输信号进行判断;当所述传输信号为高电平时,代表队列中有数据帧,数据帧传输完毕时为低电平。
进一步地,所述CBS核心功能块,还包括:流量优先级重生与映射模块,RAM缓存模块,严格优先级算法模块;
所述流量优先级重生与映射模块,用于在接受了带有VLAN帧头的数据帧的流量之后,重新生成流量的优先级,并映射到所述RAM缓存模块;
所述RAM缓存模块,用于在接收了带有VLAN帧头的数据帧的流量之后,对流量进行缓存,并通过所述CBS调度模块读取并调度所述RAM缓存模块中流量数据;
所述严格优先级算法模块,用于除时间敏感流以外的普通尽力而为流根据流量自身的优先级由严格优先级算法进行调度传输。
进一步地,时间敏感网络中信用值流量调度系统,还包括:流量接收功能块和流量发送功能块;
所述流量接收功能块,用于在进入所述CBS核心功能块调度之前,通过以太网接收不同类型的流量;
所述流量发送功能块,用于在经过所述CBS核心功能块调度之后,通过以太网将调度后的流量发送出去。
进一步地,时间敏感网络中信用值流量调度系统,还包括:采用包括IEEE 1588、IEEE 1588v2、IEEE 802.1AS在内的协议进行通讯节点的时间同步。
一种采用如上述的时间敏感网络中信用值流量调度系统执行的时间敏感网络中信用值流量调度方法,包括以下步骤:
S1:通过CBS读取数据缓存单元产生读使能信号控制读取CBS核心功能块中已经缓存的流量;
S2:通过信用值控制单元定义CBS的参数值,并输出电平信号至队列选择传输单元用于判断队列传输的条件;
S3:通过信用值更新单元控制队列中数据帧传输时队列信用值的变化;
S4:通过所述队列选择传输单元,判断各队列是否满足传输条件,并产生读使能信号反馈至所述CBS读取数据缓存单元读取缓存中的流量数据。
一种计算机设备,包括存储器和一个或多个处理器,所述存储器中存储有计算机代码,所述计算机代码被所述一个或多个处理器执行时,使得所述一个或多个处理器执行如上述的方法。
一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机代码,当所述计算机代码被执行时,如上述的方法被执行。
与现有技术相比,本发明包括以下至少一种有益效果是:
(1)通过提供一种时间敏感网络中信用值流量调度系统,包括:CBS核心功能块,包括CBS调度模块;所述CBS调度模块,包括CBS读取数据缓存单元,信用值控制单元,若干信用值更新单元,队列选择传输单元;所述CBS读取数据缓存单元,用于产生读使能信号控制读取所述CBS核心功能块中已经缓存的流量;所述信用值控制单元,用于定义CBS的参数值,并输出电平信号至所述队列选择传输单元用于判断队列传输的条件;所述信用值更新单元,用于控制队列中数据帧传输时队列信用值的变化;所述队列选择传输单元,用于判断各队列是否满足传输条件,并产生读使能信号反馈至所述CBS读取数据缓存单元读取缓存中的流量数据。上述技术方案,在信用值控制单元定义完CBS参数值之后,基于每一个队列分别采用单独的信用值更新单元对信用值进行更新,能够将CBS扩展至多队列业务调度,以适应于工业控制领域中具有多业务类型传输的应用场景。
(2)基于FPGA主控芯片搭建时间敏感网络中信用值流量调度系统,将CBS算法硬件化。
(3)满足网络中对于时间敏感流与尽力而为流的共网传输,并使得高优先级业务得到实时性、确定性传输。
附图说明
图1为本发明时间敏感网络中信用值流量调度系统整体结构图;
图2为本发明CBS调度模块的设计图;
图3为本发明信用值更新单元中信用值变化流程图;
图4为本发明时间敏感网络中信用值流量调度方法整体流程图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本技术领域技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是,本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
本发明公开了一种时间敏感网络中信用值流量调度方法及系统。可满足在工业领域中对数据的传输实时性需求,通过配置信用值参数对传输的流量及队列进行约束,从而达到确定性的流量传输端到端延迟及流量共网传输。
基于信用量的流量整形算法由时间敏感网络协议簇中的IEEE 802.1 Qav协议定义,该协议结合IEEE 802.1 AS协议(时间同步)IEEE 802.1 Qat协议(流预留)广泛应用于车载以太网,但该协议应用于车载网络时只针对SR A类和SR B时间敏感流(即音视频流量)的整形,同时也仅支持2个队列流量的调度,使该协议的应用场景存在局限性。而在工业领域中,控制系统的应用场景复杂多样,系统中所产生的业务类型也不尽相同,业务传输队列(交换数据的接口)也远大于2个,因此本发明在突破该协议只支持应用于车载网络的局限性下,将其应用于工业控制领域(如PLC控制系统)对不同业务类型进行有效调度。
本发明所要解决的技术问题可以概括为:(1)不同类型的流量(时间敏感流、尽力而为流等)在网络中实现共网传输。(2)高优先级流量传输的实时性与确定性。(3)扩展队列(队列数大约2)情况下对流量带宽的合理分配。
第一实施例
如图1所示,本实施例提供了一种时间敏感网络中信用值流量调度系统,为基于FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)搭建的系统,采用包括IEEE1588、IEEE 1588v2、IEEE 802.1AS在内的协议进行调度系统中各通讯节点的时间同步。系统具体包括以下功能块:流量接收功能块1、CBS核心功能块2和流量发送功能块3;
所述流量接收功能块1,用于在进入所述CBS核心功能块2调度之前,通过以太网接收不同类型的流量。
所述CBS核心功能块2,用于对接收的流量进行调度。
所述流量发送功能块3,用于在经过所述CBS核心功能块2调度之后,通过以太网将调度后的流量发送出去。
进一步地,所述CBS核心功能块2,还包括:流量优先级重生与映射模块21、RAM缓存模块22、CBS调度模块23和严格优先级算法模块24;
所述流量优先级重生与映射模块21,用于在接受了带有VLAN帧头的数据帧的流量之后,重新生成流量的优先级,并映射到所述RAM缓存模块。在流量优先级重生与映射模块21中覆盖了一张流量优先级重生与映射表,具体可参考IEEE 802.1 Qav协议定义的流量优先级重生与映射表。
所述RAM缓存模块22,每一个队列均有一个RAM缓存模块22,用于在接收了带有VLAN帧头的数据帧的流量之后,对流量进行缓存,并通过所述CBS调度模块读取并调度所述RAM缓存模块中流量数据。
所述CBS调度模块23,用于读取并调度所述RAM缓存模块22中的流量类型为时间敏感流的流量数据。
所述严格优先级算法模块24,用于除时间敏感流以外的普通尽力而为流根据流量自身的优先级由严格优先级算法进行调度传输。
进一步地,基于FPGA搭建CBS调度模块23。如图2所示为CBS调度模块23设计图。包括:CBS读取数据缓存单元231,信用值控制单元232,若干与队列数量相同的队列1-队列n的信用值更新单元233,队列选择传输单元234;
所述CBS读取数据缓存单元231,用于产生读使能信号控制读取所述CBS核心功能块中已经缓存的流量。
所述信用值控制单元232,用于定义CBS的参数值,并输出电平信号至所述队列选择传输单元用于判断队列传输的条件。CBS的主要参数值如队列的最大信用值hiCredit、队列的最小信用值loCredit、队列信号值消耗减少速率sendSlope、队列信用值累计增长速率idleSlope等。该信用值控制单元将输出允许传输信号(高电平有效,当队列的信用值为非负时为高电平,反之为低电平)反馈至队列选择传输子模块用于判断队列传输的条件。
定义CBS的参数值,相关参数包括:
idleSlope:Credit的累计增长速率(正)。
sendSlope:Credit的消耗减少速率(负),可根据idleSlope计算得到。
Credit:信用值。
maxFrameSize:指定流的最大传输帧长。
maxInterference:指定流的最大干扰帧长。
hiCredit:Credit累积的最大值(正)。
loCredit:Credit消耗的最小值(负)
CBS的参数值的配置如下:
按照预设比例p%,将端口传输速率的p%带宽分配给时间敏感流,其他的端口传输速率留给普通的尽力而为流。即Bmax=p%portTransmitRate,其中,portTransmitRate代表端口传输速率。预设比例p%可自由调配,如按照IEEE 802.1Q中所建议的对时间敏感流与普通流量的带宽分配比例,可将端口传输速率(portTransmitRate,单位bit/s)的75%带宽分配给时间敏感流。
在计算出每个队列的idleSlope之后,代表每个队列的信用值Credit消耗减少速率的消耗参数sendSlopeN的计算过程为:配置每个队列的最高信用值hiCredit与最低信用值loCredit,用于设置上下界约束队列所能承载的(即数据帧在队列中排队等待时所累积的最大信用值)最大数据帧以及所能传输的最大帧长,其中最高信用值hiCredit由队列中最大干扰帧长决定,loCredit由队列中所传输的最大帧长度决定(最大干扰帧长的定义基于以下前提,即所有采用CBS算法的traffic class队列的优先级高于采用严格优先级传输算法的traffic class队列优先级。否则,最大干扰帧长的值可能为无穷大,此时CBS算法将无法为traffic class提供带宽保证),具体为: 其中,maxInterference为队列的最大干扰帧长,maxFrameSize为队列中所传输的最大帧长度。
设定了每个队列的idleSlope、sendSlope、hiCredit、loCredit参数之后,那么该队列对该类流量传输的延迟上限也就知道了。扩展至多个队列,那么扩展出来的每个队列的参数值都需根据上述公式进行配置,每个队列分配到的带宽相加总和为B,下降速率sendSlope根据idleSlope计算即可。
所述信用值更新单元233,每一个队列单独拥有一个信用值更新单元233,用于控制队列中数据帧传输时队列信用值的变化。当该队列满足传输条件时该模块将输出传输信号(高电平有效,队列中有数据帧传输时为高电平,数据帧传输完毕时为低电平)用于判断队列中是否有数据帧正在传输,在传输时队列的信用值将以sendSlope的速率减少,在等待传输时队列的信用值将以idleSlope的速率增加,数据传输完毕时若队列信用值大于0则将其直接置为0,并重新等待下一数据到来传输。本发明中的信用值参数将采用8bit计数器,在队列状态发生变化时进行更新。
如图3所示,在信用值更新单元233中,控制队列中数据帧传输时队列信用值的变化,具体为:
a:基于每一个队列,判断队列中是否有数据帧,当队列中有数据帧时,进入步骤b,否则重新进入步骤a;
b:判断队列的信用值Credit是否大于等于0,若是进入步骤c,否则进入步骤d;
c:传输队列的数据帧,队列的信用值Credit以sendSlope速率减小,进入步骤e;
d:队列的数据帧等待传输,队列的信用值Credit以idleSlope速率增加,进入步骤b;
e:判断队列的数据帧是否传输完毕,若是进入步骤f,否则进入步骤c;
f:判断队列的信用值Credit是否大于0,若是进入步骤d,否则进入步骤g;
g:将信用值Credit置为0,进入步骤a。
所述队列选择传输单元234,用于判断各队列是否满足传输条件,即队列信用值为非负且队列中存在数据帧,在满足传输条件的同时将产生读使能信号反馈至所述CBS读取数据缓存单元读取缓存中的流量数据。采用CBS算法调度的时间敏感流将在调度后由以太网发送,而普通的尽力而为流将经过严格优先级算法模块24后再由以太网进行发送。
由于每个队列所配置的信用值参数已束缚进入该队列的流量所能传输的最大速率,因此该类流量传输的最大与最小端到端延迟也就确定,且不同类型的流量将采用不同的算法进行调度传输,且基于FPGA主控芯片实现该算法可以避免在软件中遇到的时钟不稳、网络拥堵造成流量丢失等不确定因素。
基于本发明的设计方案,在各通信节点实现时间同步的情况下,可以实现对时间敏感流的确定性、实时性传输,并使得网络中的尽力而为流得到最大限度传输,不会受到网络中其他流量的干扰。本发明将CBS算法原有的支持2队列调度扩展至多队列调度,并具体描述了队列信用值参数的配置及流量带宽的分配,可适用于网络存在多类型业务传输的应用场景,使得该实时性、确定性调度算法具有更多的应用场景,如PLC控制系统等工业控制领域场景。
第二实施例
如图4所示,本实施例提供了一种采用如第一实施例中的时间敏感网络中信用值流量调度系统执行的时间敏感网络中信用值流量调度方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:通过CBS读取数据缓存单元产生读使能信号控制读取CBS核心功能块中已经缓存的流量;
S2:通过信用值控制单元定义CBS的参数值,并输出电平信号至队列选择传输单元用于判断队列传输的条件;
S3:通过信用值更新单元控制队列中数据帧传输时队列信用值的变化;
S4:通过所述队列选择传输单元,判断各队列是否满足传输条件,并产生读使能信号反馈至所述CBS读取数据缓存单元读取缓存中的流量数据。
一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质存储有计算机代码,当计算机代码被执行时,如上述方法被执行。本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序可以存储于一计算机可读存储介质中,存储介质可以包括:只读存储器 (ROM ,Read Only Memory) 、随机存取存储器 (RAM ,Random Access Memory)、磁盘或光盘等。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
应当说明的是,上述实施例均可根据需要自由组合。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,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种时间敏感网络中信用值流量调度系统,其特征在于,基于现场可编程门阵列FPGA搭建,包括: CBS核心功能块,包括CBS调度模块; 所述CBS调度模块,包括CBS读取数据缓存单元,信用值控制单元,若干信用值更新单元,队列选择传输单元; 所述CBS读取数据缓存单元,用于产生读使能信号控制读取所述CBS核心功能块中已经缓存的流量; 所述信用值控制单元,用于定义CBS的参数值,并输出电平信号至所述队列选择传输单元用于判断队列传输的条件; 所述信用值更新单元,用于控制队列中数据帧传输时队列信用值的变化,同时所述信用值更新单元的数量与所述队列的数量相同,基于每一个所述队列分别采用单独的所述信用值更新单元对信用值进行更新,将CBS扩展至多队列业务调度; 所述队列选择传输单元,用于判断各队列是否满足传输条件,并产生读使能信号反馈至所述CBS读取数据缓存单元读取缓存中的流量数据。
2.根据权利要求1所述的时间敏感网络中信用值流量调度系统,其特征在于,在所述信用值控制单元中,定义CBS的参数值,具体为: 假设存在QN个队列,每个队列对应的预留带宽为; 按照预设比例p%,将端口传输速率的p%带宽分配给时间敏感流,即Bmax=p%portTransmitRate,其中,portTransmitRate代表端口传输速率; 记在CBS算法中的信用值Credit的累计增长速率idleSlope为预留带宽参数,即idleSlopeN=BN,则 式中B表示可预留的总带宽,每个队列的idleSlopeN参数可根据以下公式确定 :/> 式中CMIN为数据帧的发送周期,即类测量间隔,reservedBytes为发送数据帧的bit数; 在计算出每个队列的idleSlope之后,代表每个队列的信用值Credit消耗减少速率的消耗参数sendSlopeN的计算过程为:,
3.根据权利要求2所述的时间敏感网络中信用值流量调度系统,其特征在于,在信用值更新单元中,控制队列中数据帧传输时队列信用值的变化,具体为: a:基于每一个队列,判断队列中是否有数据帧,当队列中有数据帧时,进入步骤b,否则重新进入步骤a; b:判断队列的信用值Credit是否大于等于0,若是进入步骤c,否则进入步骤d; c:传输队列的数据帧,队列的信用值Credit以sendSlope速率减小,进入步骤e;
d:队列的数据帧等待传输,队列的信用值Credit以idleSlope速率增加,进入步骤b;e:判断队列的数据帧是否传输完毕,若是进入步骤f,否则进入步骤c; f:判断队列的信用值Credit是否大于0,若是进入步骤g,否则进入步骤d; g:将信用值Credit置为0,进入步骤a。
4.根据权利要求3所述的时间敏感网络中信用值流量调度系统,其特征在于,还包括:在所述信用值控制单元中,将输出允许传输信号反馈到所述队列选择传输单元用于判断队列传输的条件,具体为:当队列的信用值Credit为非负时,所述允许传输信号为高电平,允许传输;否则,不允许传输; 在所述信用值更新单元中,基于每一个队列,判断队列中是否有数据帧,具体为:通过队列输出的传输信号进行判断;当所述传输信号为高电平时,代表队列中有数据帧,数据帧传输完毕时为低电平。
5.根据权利要求1所述的时间敏感网络中信用值流量调度系统,其特征在于,所述CBS核心功能块,还包括:流量优先级重生与映射模块,RAM缓存模块,严格优先级算法模块; 所述流量优先级重生与映射模块,用于在接收了带有VLAN帧头的数据帧的流量之后,重新生成流量的优先级,并映射到所述RAM缓存模块; 所述RAM缓存模块,用于在接收了带有VLAN帧头的数据帧的流量之后,对流量进行缓存,并通过所述CBS调度模块读取并调度所述RAM缓存模块中流量数据; 所述严格优先级算法模块,用于除时间敏感流以外的普通尽力而为流根据流量自身的优先级由严格优先级算法进行调度传输。
6.根据权利要求1所述的时间敏感网络中信用值流量调度系统,其特征在于,其特征在于,还包括:流量接收功能块和流量发送功能块; 所述流量接收功能块,用于在进入所述CBS核心功能块调度之前,通过以太网接收不同类型的流量; 所述流量发送功能块,用于在经过所述CBS核心功能块调度之后,通过以太网将调度后的流量发送出去。
7.根据权利要求1所述的时间敏感网络中信用值流量调度系统,其特征在于,还包括:采用包括IEEE 1588、IEEE 1588v2、IEEE 802.1AS在内的协议进行通讯节点的时间同步。
8.一种采用如权利要求1-7任意一项所述的时间敏感网络中信用值流量调度系统执行的时间敏感网络中信用值流量调度方法,其特征在于,包括以下步骤: S1:通过CBS读取数据缓存单元产生读使能信号控制读取CBS核心功能块中已经缓存的流量; S2:通过信用值控制单元定义CBS的参数值,并输出电平信号至队列选择传输单元用于判断队列传输的条件; S3:通过信用值更新单元控制队列中数据帧传输时队列信用值的变化; S4:通过所述队列选择传输单元,判断各队列是否满足传输条件,并产生读使能信号反馈至所述CBS读取数据缓存单元读取缓存中的流量数据。
9.一种计算机设备,包括存储器和一个或多个处理器,所述存储器中存储有计算机代码,所述计算机代码被所述一个或多个处理器执行时,使得所述一个或多个处理器执行如权利要求8所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机代码,当所述计算机代码被执行时,如权利要求8所述的方法被执行。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310146107.6A CN115865810B (zh) | 2023-02-22 | 2023-02-22 | 一种时间敏感网络中信用值流量调度系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310146107.6A CN115865810B (zh) | 2023-02-22 | 2023-02-22 | 一种时间敏感网络中信用值流量调度系统及方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115865810A CN115865810A (zh) | 2023-03-28 |
CN115865810B true CN115865810B (zh) | 2023-06-09 |
Family
ID=85658571
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310146107.6A Active CN115865810B (zh) | 2023-02-22 | 2023-02-22 | 一种时间敏感网络中信用值流量调度系统及方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115865810B (zh) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107911265A (zh) * | 2017-12-18 | 2018-04-13 | 北京航空航天大学 | 一种基于cbs流控机制的avb网络流量最大延迟测试的装置 |
CN111614573A (zh) * | 2020-02-04 | 2020-09-01 | 华东师范大学 | 对时间敏感网络的调度及流量整形机制进行形式化分析方法 |
CN113141590A (zh) * | 2021-03-24 | 2021-07-20 | 中国科学院沈阳计算技术研究所有限公司 | 一种面向工业物联网的无线通信调度方法及装置 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10999222B2 (en) * | 2016-12-19 | 2021-05-04 | Lg Electronics Inc. | Network device and method for selecting transmission of network device |
CN111385224A (zh) * | 2020-02-14 | 2020-07-07 | 重庆邮电大学 | 一种EtherCAT与时间敏感网络的流量调度方法 |
CN111600754B (zh) * | 2020-05-11 | 2022-02-25 | 重庆邮电大学 | 一种面向tsn和非tsn互联的工业异构网络调度方法 |
CN112019392B (zh) * | 2020-11-02 | 2021-02-09 | 之江实验室 | 一种用于tsn网络的多特征流接入方法 |
CN112105080B (zh) * | 2020-11-18 | 2021-02-12 | 之江实验室 | 一种时间敏感网络数据传输系统及传输方法 |
CN115242647A (zh) * | 2021-04-06 | 2022-10-25 | 中国电信股份有限公司 | 用于动态流量整形的方法和装置 |
CN113821516B (zh) * | 2021-10-12 | 2023-09-05 | 上海交通大学 | 一种基于虚拟队列的时间敏感网络交换系统 |
US20220345417A1 (en) * | 2022-06-29 | 2022-10-27 | Intel Corporation | Technologies for configuring and reducing resource consumption in time-aware networks and time-sensitive applications |
-
2023
- 2023-02-22 CN CN202310146107.6A patent/CN115865810B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107911265A (zh) * | 2017-12-18 | 2018-04-13 | 北京航空航天大学 | 一种基于cbs流控机制的avb网络流量最大延迟测试的装置 |
CN111614573A (zh) * | 2020-02-04 | 2020-09-01 | 华东师范大学 | 对时间敏感网络的调度及流量整形机制进行形式化分析方法 |
CN113141590A (zh) * | 2021-03-24 | 2021-07-20 | 中国科学院沈阳计算技术研究所有限公司 | 一种面向工业物联网的无线通信调度方法及装置 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Bahar Houtan等.Synthesising Schedules to Improve QoS of Best-effort Traffic in TSN Networks.《RTNS'2021: 29th International Conference on Real-Time Networks and Systems》.2021,全文. * |
时间敏感型网络技术综述;宋华振;;自动化仪表(02);全文 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115865810A (zh) | 2023-03-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9699092B2 (en) | Systems and methods for dynamically adjusting QoS parameters | |
US11785113B2 (en) | Client service transmission method and apparatus | |
CN106789729A (zh) | 一种网络设备中的缓存管理方法及装置 | |
US8576850B2 (en) | Band control apparatus, band control method, and storage medium | |
EP1405467A2 (en) | Dynamic traffic management on a shared medium | |
US10374959B2 (en) | Method for transmitting data in a packet-oriented communications network and correspondingly configured user terminal in said communications network | |
WO2020155185A1 (zh) | 报文调度方法、调度器、网络设备和网络系统 | |
US20060098584A1 (en) | Transmission device and method, recording medium, program, and control device | |
CN111934916B (zh) | 一种基于混合业务传输的网络调度方法和系统 | |
CN111371701B (zh) | 基于tdma的mac层队列调度方法 | |
CN113206724B (zh) | 一种适用于准动态链路的可预知确定性调度方法及装置 | |
CN117675606A (zh) | 一种基于数字化仿真的时间敏感网络资源调度算法组合方法 | |
CN115865810B (zh) | 一种时间敏感网络中信用值流量调度系统及方法 | |
US20030223444A1 (en) | Method and apparatus for implementing multiple credit levels over multiple queues | |
CN112751715B (zh) | 一种车载avb协议的带宽预留优化方法、系统及存储介质 | |
CN114257554B (zh) | 一种提高tsn网络be流带宽利用率的调度方法 | |
JPH11205352A (ja) | 通信ネットワークシステム | |
CN112804760A (zh) | 针对周期性数据流的规划调度方法、系统、设备和介质 | |
US20230283560A1 (en) | Converged avionics data network | |
CN114244680B (zh) | 一种端到端确定性传输控制方法、装置、设备和介质 | |
JP7193787B2 (ja) | 通信システム、ブリッジ装置、通信方法、及びプログラム | |
CN117240801A (zh) | 数据调度处理方法、设备、装置及存储介质 | |
CN117938764A (zh) | 一种基于fpga的时间敏感网络异步流量调度方法及系统 | |
CN116055269A (zh) | 一种数据传输的相位调整方法及相关设备 | |
CN116264567A (zh) | 报文调度方法、网络设备及计算机可读存储介质 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |