CN116996448B - 多类型多通道动态速率载荷数据调度装置及其调度方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及航天电子领域，尤其涉及一种多类型多通道动态速率载荷数据调度装置及其调度方法，可实现三种调度方式。试验数据动态调度方式：根据上行指令确定各试验载荷及调度装置的工作模式。若为下行模式，则将试验载荷的试验数据和调度装置自身的工程参数均发送到信息主机；若为存储模式，则将上述数据转发至大容量存储介质；若为禁止传输模式，则将上述数据直接丢弃；遥测数据调度方式：数字量遥测数据存储在寄存器中等待被信息主机随时调取，工程参数遥测数据存入工程参数遥测缓存中等待被工程参数池调度读取；混合调度方式：实现试验数据与遥测数据的混合调度。本发明可以满足多载荷多类型突发式数据通信架构和其高速率数据的吞吐需求。

Description

多类型多通道动态速率载荷数据调度装置及其调度方法

技术领域

本发明涉及航天电子技术领域，尤其涉及一种多类型多通道动态速率载荷数据调度装置及其调度方法。

背景技术

我国目前已进入空间站应用与发展工程阶段，实验舱的多个科学试验机柜已陆续开机并稳定地开展长期在轨试验。在这些科学试验机柜中，大部分机柜为单项学科方向类实验机柜。此类机柜采用一体化设计架构，功能分布较为集中；其余少量为共用支持实验柜，可根据空间科学与应用研究的共性应用需求，支持多个载荷开展不同领域的在轨试验。

以航天基础试验机柜为例，其作为可配置的试验载荷支持平台，具备信息管理、配电管理、热管理和结构机构四大基本功能，为各类载荷在轨试验提供信息和机、电、热等标准化接口，支持各类试验项目的在轨滚动实施，为航天新技术的创新发展提供了强大的验证平台。其中信息管理任务中的针对多载荷多类型数据的实时高速调度机制成为载荷支持平台支持能力的关键制约技术点。

传统的航天器遥测数据采集和下传机制采用固定数量载荷节点接入和固定速率交互通信机制，每个载荷节点拥有固定的载荷标识符且其通信频率和通信数据量均较为稳定。面对多载荷多类型突发式数据通信架构和其高速率数据吞吐需求，传统的遥测数据调度方式已无法满足要求。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种多类型多通道动态速率载荷数据调度装置及其调度方法，实现多类型多通道载荷动态速率遥测数据的自适应调度。

本发明提供的多类型多通道动态速率载荷数据调度装置，包括载荷数据调度控制模块、SDRAM接口控制模块、SDRAM芯片、光纤接口、以太网接口缓存、串口接口缓存、拼帧缓存、下行缓存区和数据池；其中，

调度装置通过以太网接口缓存采集各试验载荷的试验数据；调度装置与试验数据分别独立配置三种工作模式；对于下行模式，载荷数据调度控制模块控制以太网接口缓存将采集的试验数据转发至拼帧缓存进行数据包拼帧，将拼好的完整的数据帧以及调度装置自身的工程参数发送至数据池，SDRAM接口控制模块根据SDRAM芯片的空闲状态和数据池的非空状态将数据池中的数据帧和调度装置自身的工程参数转移到SDRAM芯片中进行存储，根据下行缓存区的当前余量，将SDRAM芯片中的数据帧和调度装置自身的工程参数搬移到下行缓存区，通过光纤接口下行至信息主机；对于存储模式，载荷数据调度控制模块控制以太网接口缓存将试验数据和调度装置自身的工程参数透明转发至大容量存储介质；对于禁止传输模式，则载荷数据调度控制模块控制太网接口缓存将采集的试验数据直接丢弃；

调度装置通过串口接口缓存采集各关键外置设备和各非关键外置设备的遥测数据，将采集的遥测数据分为实时下行的数字量遥测数据和延时下行的工程参数遥测数据，数字量遥测数据存储在寄存器中等待信息主机的随时调取，工程参数遥测数据存入工程参数遥测缓存中等待数据池的调度读取，通过光纤接口下行至信息主机。

本发明提供的多类型多通道动态速率载荷数据调度方法，利用上述的多类型多通道动态速率载荷数据调度装置实现，包括试验数据动态调度方式、遥测数据调度方式、试验数据与遥测数据混合调度方式；其中，

试验数据动态调度方式如下：

各试验载荷与调度装置进行ARP协议通信，在两端同步建立IP地址和MAC地址的映射关系；

各试验载荷在产生试验数据后使用TFTP协议与调度装置进行数据传输，将试验数据通过以太网接口缓存传输至调度装置；

根据上行指令确定各试验载荷及调度装置的工作模式；若为下行模式，载荷数据调度控制模块控制以太网接口缓存将采集的试验数据转发至拼帧缓存进行数据包拼帧，将拼好的完整的数据帧及调度装置自身的工程参数发送至缓存池，SDRAM接口控制模块根据SDRAM芯片的空闲状态和缓存池的非空状态将数据池中的数据帧及调度装置自身的工程参数转移到SDRAM芯片中进行存储，根据下行缓存区的当前余量，将SDRAM芯片中的数据帧及调度装置自身的工程参数搬移到下行缓存区，通过光纤接口下行至信息主机；若为存储模式，载荷数据调度控制模块控制以太网接口缓存将采集的试验数据和调度装置自身的工程参数透明转发至大容量存储介质；若为禁止传输模式，则载荷数据调度控制模块控制以太网接口缓存将采集的试验数据直接丢弃；

遥测数据调度方式如下：

针对数字量遥测数据，载荷数据调度控制模块控制串口接口缓存以500±5ms的固定采集周期从关键外置设备或非关键外置设备采集一次数字量遥测数据并存储在寄存器中，信息主机每隔500±5ms读取一次寄存器中的数字量遥测数据；

对于工程参数遥测数据，关键外置设备或非关键外置设备每隔1000±5ms或2000±10ms主动通过串口接口缓存向调度装置发送一次工程参数遥测数据，工程参数遥测数据存入工程参数遥测缓存中，等待数据池的调度读取，SDRAM接口控制模块根据SDRAM芯片的空闲状态和缓存池的非空状态将数据池中的工程参数遥测数据转移到SDRAM芯片中进行存储，根据下行缓存区的当前余量，将SDRAM芯片中的工程参数遥测数据搬移到下行缓存区，通过光纤接口下行至信息主机；

试验数据与遥测数据混合调度方式如下：

在一个固定采集周期内，当信息主机完成数字量遥测数据的读取后，从下行缓存区读取试验数据或工程参数遥测数据。

优选地，在调度装置与关键外置设备的串口通信异常时，调度装置还通过以太网接口缓存采集关键外置设备的遥测数据。

优选地，在试验载荷与调度装置中同步建立IP地址和MAC地址的映射关系的过程为：

试验载荷在网络内广播地址查询ARP请求报文，ARP请求报文中的发送端IP地址和MAC地址为试验载荷自身的IP地址和MAC地址，ARP请求报文中的目标IP地址为调度装置的IP地址，目标MAC地址为全零地址；

调度装置接收ARP请求报文后，将自身的MAC地址作为ARP响应报文的信息以单播形式发送给试验载荷，同时对自身维护的ARP表中关于此试验载荷的IP地址和MAC地址的映射关系进行更新；

试验载荷收到调度装置的ARP响应报文后，在自身维护的ARP表中更新调度装置的MAC地址。

优选地，试验载荷使用TFTP协议与调度装置进行数据传输的过程为：

建立试验载荷与调度装置的通信链路；

试验载荷向调度装置连续发送固定长度的数据包；

调度装置在收到数据包后向试验载荷回复应答消息；

试验载荷向调度装置发送小于固定长度的数据尾包；

调度装置在收到数据尾包后，断开与试验载荷的通信链路。

优选地，在一个固定采集周期内，信息主机从寄存器中读取四分之一的数字量遥测数据，则在2s内完成全部数字量遥测数据的下行。

与现有的技术性相比，本发明提出的多类型多通道动态速率遥测数据调度机制，可以动态地平衡前端载荷试验数据的高速输入和后端下行通道的间隙性通信带宽，可独立配置各试验载荷的最大约定通信速率，保证在相应限速下动态适应试验载荷的高速数据吞吐需求；支持多个试验载荷的灵活接入与退出并保证其各种类型的遥测数据均能被稳定接续下传。

附图说明

图1为根据本发明实施例提供的多类型多通道动态速率载荷数据调度装置的原理示意图；

图2为根据本发明实施例提供的TFTP数据包的约定格式示意图；

图3为根据本发明实施例提供的试验数据高度动态调度方式示意图；

图4为根据本发明实施例提供的试验数据包组帧流程和各缓存存储数据包格式示意图；

图5为根据本发明实施例提供的遥测数据调度方式示意图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在下面的描述中，相同的模块使用相同的附图标记表示。在相同的附图标记的情况下，它们的名称和功能也相同。因此，将不重复其详细描述。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。

图1示出了根据本发明实施例提供的多类型多通道动态速率载荷数据调度装置的原理。

如图1所示，本载荷数据调度装置与试验载荷的通信接口为以太网接口，支持不少于16个试验载荷的同时接入，接收各试验载荷的工程参数和应用数据两种不同类型的试验数据。链路层使用网络交换机作为数据的交互通路，本载荷数据调度装置和各试验载荷均配置对应独立的网络通路。由于本发明对应的单路网络通路为千兆级带宽，因此本发明支持总数据流量为千兆级的数据实时采集和处理。

本载荷数据调度装置与外置设备的通信接口为串口接口，支持不少于4路的外置设备的同时接入，接收外置设备的遥测数据并向外置设备转发上行指令。各通路的通信速率均可独立配置，并可以根据数据量和通信频率进行动态适配。另外，针对关键的外置设备配置有以太网通信接口作为串口通信的备用通信方式。

本载荷数据调度装置与信息主机的通信接口为光纤接口，支持2路热备份的光纤通信，本载荷数据调度装置接收上行指令并向信息主机发送采集到的遥测数据和试验数据。受下行通道速率的限制，此光纤通道的通信速率为动态变化速率。

为应对多个试验载荷的实时通信需求，本发明为与每个试验载荷通信的以太网接口配置接口缓存，支持两帧数据包的完整缓存，并在接收到一帧数据包后向载荷数据调度控制模块发送等待调度请求Req_Single。同理，本发明为与每个外置设备通信的串口接口配置接口缓存。

本发明根据上行指令确定各试验载荷及载荷数据调度装置自身的工作模式。若当前为下行模式，则通过载荷数据调度控制模块将采集到的试验载荷的试验数据（包括工程参数和应用数据）和载荷数据调度装置自身的工程参数均通过光纤接口发送到信息主机；若当前为存储模式，则通过载荷数据调度控制模块将采集到的试验载荷的试验数据和载荷数据调度装置自身的工程参数通过以太网接口向大容量存储介质透明转发；若当前为禁止传输模式，则通过载荷数据调度控制模块将采集到的试验载荷的试验数据和载荷数据调度装置自身的工程参数直接丢弃。应注意，各试验载荷的工作模式均可独立设置。

载荷数据调度控制模块在工作周期内均匀响应每个在线试验载荷的调度请求，并根据各试验载荷当前的工作模式和数据类型确定将对应的试验数据转发至相应数据类型的拼帧缓存中或直接透明转发至大容量存储介质或是直接丢弃。

当各拼帧缓存显示状态为缓存满时，向数据池（包括工程参数缓存池和应用数据缓存池）发送等待调度请求Req_Comlete。

根据各拼帧缓存的请求，将拼帧缓存中拼好的数据帧转移到工程参数缓存池或应用数据缓存池中。在数据池中，各试验载荷的数据帧将混合组合在一起，并给出非空状态。

由于下行带宽较为有限且为间断性传输方式，考虑到载荷数据调度装置自身的缓存容量较小，故外设两块SDRAM（Synchronous Dynamic Random-Access Memory）芯片作为数据的临时缓冲区。SDRAM接口控制模块根据SDRAM芯片的空闲状态和数据池的非空状态，将数据池中的数据帧源源不断地转移到SDRAM芯片中进行存储等待下行，在下行时，将SDRAM芯片中的数据帧连续搬移到下行缓存区（包括应用数据缓存区和工程参数缓存区）中，最终通过光纤接口下行至信息主机，试验数据包组帧流程和各缓存存储数据包格式如图4所示。

各外置设备通过串口接口或以太网接口定期将遥测数据上传至载荷数据调度装置，对于关键的外置设备，载荷数据调度装置的采集周期为500±5ms，对于非关键的外置设备，载荷数据调度装置的交换周期为1000±5ms或2000±10ms。

载荷数据调度装置每接收到一次的外置设备的遥测数据，即根据遥测协议更新整体的遥测数据。针对每个通信接口都会独立维护一个计时器，判断下一次的遥测数据在2s内收到，否则即视为超时，在本机遥测中反馈。

受下行带宽的限制，载荷数据调度装置将接收到的整机遥测数据分为可实时下行的数字量遥测数据和延时下行的工程参数遥测数据，数字量遥测数据存在寄存器中等待信息主机的随时调取，而工程参数遥测数据存入整机工程参数遥测缓存中等待被工程参数池调度读取。

当地面通过监测遥测发现载荷数据调度装置与关键的外置设备的串口通信异常时，可以发送切换通道的上行指令，此时与关键的外置设备的遥测通信通道即从串口通道更换为以太网通道。

上述内容详细说明了本发明实施例提供的多类型多通道动态速率遥测数据调度装置的原理，与该遥测数据调度装置相对应，本发明实施例还提供一种利用该遥测数据调度装置实现的多类型多通道动态速率遥测数据调度方法。

本发明实施例提供的多类型多通道动态速率载荷数据调度方法利用该遥测数据调度装置可以实现三种调度方式，分别为试验数据动态调度方式、遥测数据调度方式、试验数据与遥测数据混合调度方式。

A. 试验数据动态调度方式

A1. 按照先对载荷数据调度装置进行上电再对外围装置上电的加电顺序，确保载荷数据调度装置和网络交换机均已正常启动运行后，再根据试验计划令对外围设备依次加电。

A2. 单个试验载荷加电后，通过以太网标准的地址解析协议（ARP）实现IP地址与物理地址的映射。

A2.1. 加电的试验载荷在网络内广播地址查询ARP请求报文，ARP请求报文中的发送端IP地址和MAC地址为试验载荷自身的IP地址和MAC地址，目标IP地址即为载荷数据调度装置的IP地址，目标MAC地址暂定为全零地址。

A2.2. 载荷数据调度装置在收到该ARP请求报文后，会立即回复该请求，即将载荷数据调度装置自身的MAC地址作为ARP响应报文的信息以单播形式发送给该载荷，同时将自身维护的ARP表中关于此试验载荷的IP地址和MAC地址的映射关系进行更新。

A2.3. 试验载荷在收到载荷数据调度装置的ARP响应报文后，在其ARP表中更新载荷数据调度装置的MAC地址。

至此，该试验载荷和载荷数据调度装置的双向通信过程已经完成网络层及以下数据通信链路的建立。

A3. 各试验载荷相继与载荷数据调度装置建立通信连接后，即可在有“工程参数”和“应用数据”等试验数据产生后，使用TFTP协议（图2）与载荷数据调度装置进行试验数据包的传输。

具体通信过程如下：

A3.1. 当索引为i（i=0,1,2,…,N）的试验载荷在有要发送的数据时，向载荷数据调度装置的端口号69发送文件名为“parameter”或“apdata”的写请求（操作码为WRQ），表示请求传输“工程参数”或“应用数据”。载荷数据调度装置返回应答消息（操作码为ACK），并为载荷分配传输数据的端口号（其中不同的数据类型将被分配不同的端口号），返回应答消息（块编号为0），维护试验载荷的链路在线状态Lane_Status_Vec[i]=1，表示链路建立成功。

A3.2. 试验载荷收到应答消息后，即可向被分配的端口号发送数据帧（操作码为data），除尾包外，每次发送的数据包长度为固定的512字节；载荷数据调度装置收到数据包后会给出应答消息（操作码为ACK），以标志该包数据接收正常。当试验载荷将数据尾包发出后，载荷数据调度装置会因为判断收到数据长度小于512字节的数据包而自动断开与该载荷的连接状态，维护该试验载荷的链路在线状态Lane_Status_Vec [i]=0。

A3.3. 若试验载荷i需要再次发送数据，需要重复A3.1和A3.2的过程，重新与载荷数据调度装置建立连接。

A3.4. 若载荷数据调度装置检测到后端数据池为将满状态或前端数据源有效速率超过约定的最大传输速率，则会向试验载荷返回错误应答消息（操作码为error），并在其中的差错码和差错消息中明确该错误原因。

A4. 根据当前的下行通道带宽和载荷试验结果的传输迫切性统筹决定各试验载荷的试验数据的下行使能状态。对各试验载荷和载荷数据调度装置自身均可独立设置工作模式，以明确试验载荷的“工程参数”、“应用数据”两类试验数据和载荷数据调度装置自身的“工程参数”试验数据产生后的数据流向。

各试验数据和载荷数据调度装置可设置的工作模式包括下行模式、存储模式和禁止传输模式三种模式。

在下行模式时，载荷数据调度装置将载荷的试验数据（包括工程参数和应用数据）和自身的工程参数均通过光纤接口发送到信息主机；在存储模式时，载荷数据调度装置将采集到的上述数据通过以太网接口向大容量存储介质透明转发；在禁止传输模式时，载荷数据调度装置则将采集到的上述数据直接丢弃。默认各试验载荷与载荷数据调度装置的上电工作模式为下行模式。

在试验载荷向载荷数据调度装置传输数据时，载荷数据调度装置会根据当前载荷的连接状态向量Lane_Status_Vec中为1的情况和各载荷约定的最大传输速率进行动态调度。如图3所示，试验载荷作为发送端的数据发送平均速率不设限制，以传输带宽的100Mbps为物理层约束；载荷数据调度装置通过限制传输调度控制相应载荷的有效数据传输平均速率在其对应的最大约定速率以下，接口缓存在最大约定速率下接收到一帧数据包后根据该试验载荷的工作模式和存储带宽选择是否向后端载荷数据调度控制模块发送等待调度请求Req_Single或直接透明转发至大容量存储介质或是直接丢弃。

载荷数据调度模块在工作周期内均匀响应每个在线试验载荷的调度请求，拼帧调度根据各载荷链路在线状态Lane_Status_Vec、各接口缓存调度请求Req_Single调度IP包进行多包组合为完整的“工程参数”或“应用数据”帧格式；之后，下行调度根据当前下行带宽调度各载荷工程参数或应用数据帧依次下行，确定是否向后端数据池发出等待调度请求Req_Comlete。

B. 遥测数据调度方式

B1. 关于遥测数据的调度方式依据设备遥测数据的重要性和变化率采取不同的遥测采集方式。

针对关键的外置设备且变化率较快的遥测数据，采取主从式遥测采集方式：载荷数据调度装置每隔500ms向外置设备发出遥测请求，外置设备在500ms内进行回复，若外置设备没有及时回复，载荷数据调度装置将对此异常进行记录，如此往复。

针对非关键的外置设备和变化率较慢的遥测数据，采取外置设备单项发送式遥测采集方式：外置设备每隔1000±5ms或2000±10ms定期主动向载荷数据调度装置发送一次遥测数据。针对此类数据，载荷数据调度装置将不再判断是否每帧遥测数据均正确接收，仅以秒级周期性判断与外置设备的通信连接是否正常；在遥测通道的配置中，关键的外置设备（如图1中的外置设备1、2）设有两条互为冗余的遥测通道：以太网遥测通道和串口遥测通道（默认选择串口通道），非关键的外置设备（如图1中的外置设备3、4）仅设有一条遥测通道，即串口遥测通道。

B2. 载荷数据调度装置每接收到一次外置设备的遥测数据，即根据遥测协议更新整体的遥测数据，即维护系统整体的数字量遥测数据（周期为500ms）和“工程参数数据”（周期为2s）。为了确定各外置设备的在线通信状态，载荷数据调度装置针对每个通信接口都会独立维护一个计时器，判断下一次的遥测数据在2s内收到，否则即视为当前链路状态异常超时，在本机遥测中反馈。

B3. 由于数字量遥测数据和工程参数数据在下行时采取完全不同的下行传输方式，因此二者的处理流程也全然不同，如图5所示。对于重要性和实时性要求较高的数字量遥测数据，信息主机采取每500ms定时采集的数据接收方式。在B1步骤中，载荷数据调度装置已经保证重要遥测数据的更新频率为500ms一次，因此可以确保每帧遥测数据均可以被信息主机准确取走；对于数据量大且重要性次之的工程参数数据，将直接被调度存入工程参数缓存池等待顺序下行。

C. 试验数据与遥测数据混合调度方式

C1. 载荷数据调度装置与信息主机的通信方式采取被动响应方式。对于需要实时下行的数字量遥测数据，信息主机每500ms读取一次载荷数据调度装置中的整机遥测数据。受单次读取数据量的限制，信息主机每次仅读取整机遥测数据四分之一的内容，因此在2s内完成整机遥测的下行与更新。

C2. 对于需要下行的大数据量工程参数和应用数据，信息主机不定期突发式地询问载荷数据调度装置目前有多少待传输的数据，载荷数据调度装置根据当前存储的数据量进行回复，信息主机根据所有设备的数据量决定如何排布当前周期内的消息。在此过程中，载荷数据调度装置会将工程参数和应用数据从SDRAM芯片中连续搬移到下行缓存区中，以及时响应信息主机的通信量征求请求，等待被信息主机的一次性数据读取操作。

由于信息主机读取数字量遥测数据的时间间隔为500ms，而信息主机每次仅读取整机遥测数据四分之一的内容，读取时间很快，因此在信息主机每次仅读取整机遥测数据四分之一的内容后，可以利用剩余的时间读取试验数据或工程参数遥测数据，即穿插读取数字量遥测数据、工程参数数据、试验数据，实现试验数据与遥测数据的混合调度方式。

C3. 载荷数据调度装置对于上行指令的响应主要用于控制载荷数据调度模块，更改当前的载荷工作模式、载荷调度周期等状态设置参数。在接收上行数据时，载荷数据调度装置会持续监控是否收到上行数据帧，若收到数据帧，则将其经过数据整理、CRC判别等处理后，判断该消息的消息类型并决定是否是本机执行还是向试验载荷或外置设备进行转发。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多类型多通道动态速率载荷数据调度装置，其特征在于，包括载荷数据调度控制模块、SDRAM接口控制模块、SDRAM芯片、光纤接口、以太网接口缓存、串口接口缓存、拼帧缓存、下行缓存区和数据池；其中，

调度装置通过所述以太网接口缓存采集各试验载荷的试验数据；调度装置与所述试验数据分别独立配置三种工作模式，分别为下行模式、存储模式和禁止传输模式；

调度装置通过所述串口接口缓存采集各关键外置设备和各非关键外置设备的遥测数据，将采集的遥测数据分为实时下行的数字量遥测数据和延时下行的工程参数遥测数据，所述数字量遥测数据存储在寄存器中等待信息主机的随时调取，所述工程参数遥测数据存入工程参数遥测缓存中等待所述数据池的调度读取，通过所述光纤接口下行至信息主机；

多类型多通道动态速率载荷数据调度装置实现三种调度方式，分别为试验数据动态调度方式、遥测数据调度方式、试验数据与遥测数据混合调度方式；其中，

试验数据动态调度方式如下：

各试验载荷与调度装置进行ARP协议通信，在两端同步建立IP地址和MAC地址的映射关系；

各试验载荷在产生试验数据后使用TFTP协议与调度装置进行数据传输，将所述试验数据通过所述以太网接口缓存传输至所述调度装置；

根据上行指令确定各试验载荷及调度装置的工作模式；若为下行模式，所述载荷数据调度控制模块控制所述以太网接口缓存将采集的试验数据转发至所述拼帧缓存进行数据包拼帧，将拼好的完整的数据帧及调度装置自身的工程参数发送至所述数据池，所述SDRAM接口控制模块根据所述SDRAM芯片的空闲状态和所述数据池的非空状态将所述数据池中的数据帧及调度装置自身的工程参数转移到SDRAM芯片中进行存储，根据下行缓存区的当前余量，将所述SDRAM芯片中的数据帧及调度装置自身的工程参数搬移到所述下行缓存区，通过所述光纤接口下行至信息主机；若为存储模式，所述载荷数据调度控制模块控制所述以太网接口缓存将采集的试验数据和调度装置自身的工程参数透明转发至大容量存储介质；若为禁止传输模式，则所述载荷数据调度控制模块控制所述以太网接口缓存将采集的试验数据直接丢弃；

遥测数据调度方式如下：

针对所述数字量遥测数据，所述载荷数据调度控制模块控制所述串口接口缓存以500±5ms的固定采集周期从所述关键外置设备或所述非关键外置设备采集一次数字量遥测数据并存储在寄存器中，所述信息主机每隔500±5ms读取一次寄存器中的数字量遥测数据；

对于所述工程参数遥测数据，所述关键外置设备或非关键外置设备每隔1000±5ms或2000±10ms主动通过所述串口接口缓存向调度装置发送一次工程参数遥测数据，所述工程参数遥测数据存入所述工程参数遥测缓存中，等待所述数据池的调度读取，所述SDRAM接口控制模块根据所述SDRAM芯片的空闲状态和所述数据池的非空状态将所述数据池中的工程参数遥测数据转移到所述SDRAM芯片中进行存储，根据所述下行缓存区的当前余量，将所述SDRAM芯片中的工程参数遥测数据搬移到所述下行缓存区，通过所述光纤接口下行至所述信息主机；

试验数据与遥测数据混合调度方式如下：

在一个固定采集周期内，当所述信息主机完成所述数字量遥测数据的读取后，从所述下行缓存区读取所述试验数据或所述工程参数遥测数据。

2.一种多类型多通道动态速率载荷数据调度方法，利用权利要求1所述的多类型多通道动态速率载荷数据调度装置实现，其特征在于，包括试验数据动态调度方式、遥测数据调度方式、试验数据与遥测数据混合调度方式；其中，

试验数据动态调度方式如下：

各试验载荷与调度装置进行ARP协议通信，在两端同步建立IP地址和MAC地址的映射关系；

各试验载荷在产生试验数据后使用TFTP协议与调度装置进行数据传输，将所述试验数据通过所述以太网接口缓存传输至所述调度装置；

根据上行指令确定各试验载荷及调度装置的工作模式；若为下行模式，所述载荷数据调度控制模块控制所述以太网接口缓存将采集的试验数据转发至所述拼帧缓存进行数据包拼帧，将拼好的完整的数据帧及调度装置自身的工程参数发送至所述数据池，所述SDRAM接口控制模块根据所述SDRAM芯片的空闲状态和所述数据池的非空状态将所述数据池中的数据帧及调度装置自身的工程参数转移到SDRAM芯片中进行存储，根据下行缓存区的当前余量，将所述SDRAM芯片中的数据帧及调度装置自身的工程参数搬移到所述下行缓存区，通过所述光纤接口下行至信息主机；若为存储模式，所述载荷数据调度控制模块控制所述以太网接口缓存将采集的试验数据和调度装置自身的工程参数透明转发至大容量存储介质；若为禁止传输模式，则所述载荷数据调度控制模块控制所述以太网接口缓存将采集的试验数据直接丢弃；

遥测数据调度方式如下：

针对所述数字量遥测数据，所述载荷数据调度控制模块控制所述串口接口缓存以500±5ms的固定采集周期从所述关键外置设备或所述非关键外置设备采集一次数字量遥测数据并存储在寄存器中，所述信息主机每隔500±5ms读取一次寄存器中的数字量遥测数据；

对于所述工程参数遥测数据，所述关键外置设备或非关键外置设备每隔1000±5ms或2000±10ms主动通过所述串口接口缓存向调度装置发送一次工程参数遥测数据，所述工程参数遥测数据存入所述工程参数遥测缓存中，等待所述数据池的调度读取，所述SDRAM接口控制模块根据所述SDRAM芯片的空闲状态和所述数据池的非空状态将所述数据池中的工程参数遥测数据转移到所述SDRAM芯片中进行存储，根据所述下行缓存区的当前余量，将所述SDRAM芯片中的工程参数遥测数据搬移到所述下行缓存区，通过所述光纤接口下行至所述信息主机；

试验数据与遥测数据混合调度方式如下：

在一个固定采集周期内，当所述信息主机完成所述数字量遥测数据的读取后，从所述下行缓存区读取所述试验数据或所述工程参数遥测数据。

3.根据权利要求2所述的多类型多通道动态速率载荷数据调度方法，其特征在于，在调度装置与关键外置设备的串口通信异常时，调度装置还通过以太网接口缓存采集关键外置设备的遥测数据。

4.根据权利要求2所述的多类型多通道动态速率载荷数据调度方法，其特征在于，在试验载荷与调度装置中同步建立IP地址和MAC地址的映射关系的过程为：

试验载荷在网络内广播地址查询ARP请求报文，ARP请求报文中的发送端IP地址和MAC地址为试验载荷自身的IP地址和MAC地址，ARP请求报文中的目标IP地址为调度装置的IP地址，目标MAC地址为全零地址；

调度装置接收ARP请求报文后，将自身的MAC地址作为ARP响应报文的信息以单播形式发送给试验载荷，同时对自身维护的ARP表中关于此试验载荷的IP地址和MAC地址的映射关系进行更新；

试验载荷收到调度装置的ARP响应报文后，在自身维护的ARP表中更新调度装置的MAC地址。

5.根据权利要求2所述的多类型多通道动态速率载荷数据调度方法，其特征在于，试验载荷使用TFTP协议与调度装置进行数据传输的过程为：

建立试验载荷与调度装置的通信链路；

试验载荷向调度装置连续发送固定长度的数据包；

调度装置在收到数据包后向试验载荷回复应答消息；

试验载荷向调度装置发送小于固定长度的数据尾包；

调度装置在收到数据尾包后，断开与试验载荷的通信链路。

6.根据权利要求2所述的多类型多通道动态速率载荷数据调度方法，其特征在于，在一个固定采集周期内，所述信息主机从所述寄存器中读取四分之一的数字量遥测数据，则在2s内完成全部数字量遥测数据的下行。