專利名稱：一種基于時(shí)間觸發(fā)的SpaceWire網(wǎng)絡(luò)通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于時(shí)間觸發(fā)的SpaceWire網(wǎng)絡(luò)通信方法。
背景技術(shù)：
Spaceffire總線是歐空局(ESA)聯(lián)合歐洲空間公司和學(xué)術(shù)界共同制定的面向航天應(yīng)用的新型數(shù)據(jù)總線標(biāo)準(zhǔn)。由于SpaceWire總線具有高速、簡(jiǎn)單靈活、協(xié)議開放、適應(yīng)苛刻空間環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)，目前已成為ESA和美國(guó)宇航局(NASA)推薦的新一代星載數(shù)據(jù)總線，并已成功應(yīng)用于多項(xiàng)國(guó)際空間任務(wù)。 Spaceffire總線協(xié)議由英國(guó)Dundee大學(xué)負(fù)責(zé)起草,2003年經(jīng)歐洲空間標(biāo)準(zhǔn)化合作組織(ECSS)批準(zhǔn)后成為 ECSS-E-50-12A 標(biāo)準(zhǔn)“SpaceWire-Links, nodes, routersand networks”，2008年該標(biāo)準(zhǔn)被修訂為ECSS-E-ST-50-12C。對(duì)照開放系統(tǒng)互聯(lián)(OSI)參考模型，ECSS-E-ST-50-12C標(biāo)準(zhǔn)僅涉及總線的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，而沒有對(duì)數(shù)據(jù)鏈路層之上的協(xié)議進(jìn)行定義。針對(duì)星載網(wǎng)絡(luò)的高層次應(yīng)用需要，ECSS陸續(xù)發(fā)布了一系列與ECSS-E-ST-50-12C標(biāo)準(zhǔn)兼容的高層應(yīng)用協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，如“Remote Memory Access Protocol”、“CCSDS Packet Transfer Protocol”等，ECSS-E-ST-50-1IC Draft I. 3 文檔對(duì)以上協(xié)議進(jìn)行了詳細(xì)的描述。上述SpaceWire高層應(yīng)用協(xié)議均是基于ECSS-E-ST-50-12C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建立的基于“事件觸發(fā)”方式的通信協(xié)議，應(yīng)用其中的信息通信方法建立的星載SpaceWire網(wǎng)絡(luò)為多源、異步通信網(wǎng)絡(luò)，其缺點(diǎn)在于，通信節(jié)點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致信息傳輸延時(shí)無(wú)法確定，不能適應(yīng)星上控制等重要信息對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和確定性的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于時(shí)間觸發(fā)的星載SpaceWire網(wǎng)絡(luò)通信方法，該方法解決了星載SpaceWire網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和確定性問題，提高了星載SpaceWire網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是—種基于時(shí)間觸發(fā)的SpaceWire網(wǎng)絡(luò)通信方法,包括步驟I :將待發(fā)送的數(shù)據(jù)組織成數(shù)據(jù)包；步驟2 :根據(jù)待發(fā)送數(shù)據(jù)的大小確定發(fā)送節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)帶寬，并根據(jù)所述數(shù)據(jù)包確定通信周期中所述發(fā)送節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)間用于發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)間窗口數(shù)；步驟3 :所述發(fā)送節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)根據(jù)時(shí)間碼確定數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)，所述時(shí)間碼包括第一類時(shí)間碼和第二類時(shí)間碼；所述數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)包括初始狀態(tài)、正常狀態(tài)和錯(cuò)誤狀態(tài)；當(dāng)接收到第一類時(shí)間碼時(shí)，所述發(fā)送節(jié)點(diǎn)或所述接收節(jié)點(diǎn)進(jìn)入初始狀態(tài)；當(dāng)持續(xù)接收到計(jì)數(shù)連續(xù)的第二類時(shí)間碼時(shí),所述發(fā)送節(jié)點(diǎn)或所述接收節(jié)點(diǎn)保持正常狀態(tài)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收；
當(dāng)接收到計(jì)數(shù)不連續(xù)的第二類時(shí)間碼時(shí)，所述發(fā)送節(jié)點(diǎn)或所述接收節(jié)點(diǎn)進(jìn)入錯(cuò)誤狀態(tài)，停止數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收，并等待再次接收到第一類時(shí)間碼；在所述數(shù)據(jù)包中，在目的地址部分，前n個(gè)地址標(biāo)識(shí)符構(gòu)成從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的路徑地址，第n+1個(gè)地址標(biāo)識(shí)符為目的節(jié)點(diǎn)的邏輯地址；在數(shù)據(jù)部分，第I個(gè)字節(jié)為源節(jié)點(diǎn)的邏輯地址；第2個(gè)字節(jié)為包類型字段；第3 4字節(jié)為數(shù)據(jù)長(zhǎng)度字段;從第5字節(jié)到數(shù)據(jù)部分的倒數(shù)第二個(gè)字節(jié)為有效數(shù)據(jù)；最后一個(gè)字節(jié)為差錯(cuò)控制字段；其中，在所述包類型字段部分第I位為段標(biāo)志，用于指明數(shù)據(jù)包是否為分段中的最后一個(gè)數(shù)據(jù)包；第2 4位為包序列計(jì)數(shù)；第5 8位為虛擬通道標(biāo)識(shí)，用于指明本數(shù)據(jù)包使用的虛擬信道。所述步驟2中，確定發(fā)送節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)帶寬以及時(shí)間窗口數(shù)的步驟為確定各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間通信時(shí)數(shù)據(jù)包的最大長(zhǎng)度L_，所述Lmax由下式確定
權(quán)利要求
1.一種基于時(shí)間觸發(fā)的SpaceWire網(wǎng)絡(luò)通信方法,其特征在于包括 步驟I :將待發(fā)送的數(shù)據(jù)組織成數(shù)據(jù)包； 步驟2 :根據(jù)待發(fā)送數(shù)據(jù)的大小確定發(fā)送節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)帶寬，并根據(jù)所述數(shù)據(jù)包確定通信周期中所述發(fā)送節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)間用于發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)間窗口數(shù)； 步驟3 :所述發(fā)送節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)根據(jù)時(shí)間碼確定數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)，所述時(shí)間碼包括第一類時(shí)間碼和第二類時(shí)間碼；所述數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)包括初始狀態(tài)、正常狀態(tài)和錯(cuò)誤狀態(tài)；當(dāng)接收到第一類時(shí)間碼時(shí)，所述發(fā)送節(jié)點(diǎn)或所述接收節(jié)點(diǎn)進(jìn)入初始狀態(tài)； 當(dāng)持續(xù)接收到計(jì)數(shù)連續(xù)的第二類時(shí)間碼時(shí)，所述發(fā)送節(jié)點(diǎn)或所述接收節(jié)點(diǎn)保持正常狀態(tài)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收； 當(dāng)接收到計(jì)數(shù)不連續(xù)的第二類時(shí)間碼時(shí)，所述發(fā)送節(jié)點(diǎn)或所述接收節(jié)點(diǎn)進(jìn)入錯(cuò)誤狀態(tài)，停止數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收，并等待再次接收到第一類時(shí)間碼；
2.如權(quán)利要求I所述的一種基于時(shí)間觸發(fā)的SpaceWire網(wǎng)絡(luò)通信方法，其特征在于在所述數(shù)據(jù)包中，在目的地址部分，前n個(gè)地址標(biāo)識(shí)符構(gòu)成從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的路徑地址，第n+1個(gè)地址標(biāo)識(shí)符為目的節(jié)點(diǎn)的邏輯地址；在數(shù)據(jù)部分，第I個(gè)字節(jié)為源節(jié)點(diǎn)的邏輯地址；第2個(gè)字節(jié)為包類型字段；第3 4字節(jié)為數(shù)據(jù)長(zhǎng)度字段;從第5字節(jié)到數(shù)據(jù)部分的倒數(shù)第二個(gè)字節(jié)為有效數(shù)據(jù)；最后一個(gè)字節(jié)為差錯(cuò)控制字段；其中，在所述包類型字段部分第I位為段標(biāo)志，用于指明數(shù)據(jù)包是否為分段中的最后一個(gè)數(shù)據(jù)包；第2 4位為包序列計(jì)數(shù)；第5 8位為虛擬通道標(biāo)識(shí)，用于指明本數(shù)據(jù)包使用的虛擬信道。
3.如權(quán)利要求I所述的一種基于時(shí)間觸發(fā)的SpaceWire網(wǎng)絡(luò)通信方法，其特征在于所述步驟2中，確定發(fā)送節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)帶寬以及時(shí)間窗口數(shù)的步驟為 確定各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間通信時(shí)數(shù)據(jù)包的最大長(zhǎng)度L_，所述Lmax由下式確定
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于時(shí)間觸發(fā)的SpaceWire網(wǎng)絡(luò)通信方法。包括對(duì)待發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)包組包的步驟；根據(jù)待發(fā)送數(shù)據(jù)的大小確定發(fā)送節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)間帶寬和時(shí)間窗口的步驟；各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)根據(jù)接收的時(shí)間碼進(jìn)行狀態(tài)切換，完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟襟E。該方法解決了星載SpaceWire網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和確定性問題，提高了星載SpaceWire網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。
文檔編號(hào)H04L12/56GK102624633SQ20121010125
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月6日
發(fā)明者劉思遠(yuǎn), 劉勝利, 李國(guó)軍, 楊志, 謝松 申請(qǐng)人:航天東方紅衛(wèi)星有限公司