[发明专利]以太网双引擎数据处理方法、系统及装置

说明书

本发明涉及以太网技术领域，公开了一种以太网双引擎数据处理方法、系统及装置，以进一步提高数据传输的灵活性和实时性。本实施例方法包括：将数据帧进行了细粒度的划分，并针对高优先级的超级数据帧，由终端节点根据配置表的收发时刻进行收发以避免数据冲突，在中间转发过程中，支持其以抢占模式直接利用转发资源，确保超级数据帧传送的高实时性；而且，基于系统各节点特定的硬件结构和相应的硬件加密及认证措施确保了系统安全性以避免被攻击。其中，在中间节点的转发过程中，在一个时间窗的调度过程中，在优先安插超级数据帧后，还可在剩余资源中填充普通数据帧的切片，提高了带宽的利用率，也提高了数据传输的灵活性和实时性。

技术领域

本发明涉及以太网技术领域，尤其涉及一种以太网双引擎数据处理方法、系统及装置。

背景技术

TCN列车通信网络是国际电工委员会专门为列车通信网制定的标准，作为一种面向控制、连接车载设备的数据通信协议，TCN列车通信网络是分布式列车控制系统的核心。该标准将通信网络分成用于连接各节可动态编组的车辆的列车级通信网络WTB(绞线式列车总线)和用于连接车辆内固定设备的车辆通信网络MVB(多功能列车总线)。其不足之处在于网络控制、制动、门控等各系统分立，给系统的维护管理造成了诸多不便。

目前，列车通信网络的主要研究方向在支持低延时及基于时间同步数据传输的TSN(Time Sensitive Network，时间敏感网络)，其可有效促进系统融合，如西门子公司的Profinet协议等。

但现有的列车通信网络，其数据帧处理大多基于统一的缓冲及排序等规则，使得传输发生在特定的时隙，且只有通过严格的调度才能保证及时响应外部事件，从而也在一定程度上造成了灵活性及实时性欠缺等不便。

发明内容

本发明目的在于公开一种以太网双引擎数据处理方法、系统及装置，以进一步提高数据传输的灵活性和实时性。

为实现上述目的，本发明公开了一种以太网双引擎数据转发节点，包括：

输入输出物理端口；

与至少一个所述输入输出物理端口连接的第一数据引擎处理电路和第二数据引擎处理电路，且所述第一数据引擎处理电路与所述第二数据引擎处理电路共享数据转发资源和所述输入输出物理端口；

与所述第一、第二数据引擎处理电路连接的时钟同步电路，用于向所述第一、第二数据引擎处理电路提供以太网全局同步时钟以进行时间窗调度；

所述第一数据引擎处理电路，用于从所述输入输出物理端口中提取普通数据帧并以队列缓存后时间触发的处理方式进行普通数据帧处理，所述处理包括对被挤压的普通数据帧进行切片和/或对切片进行重组以恢复普通数据帧；

所述第二数据引擎处理电路，用于从所述输入输出物理端口中提取超级数据帧并与所述第一数据引擎处理电路进行协商并以抢占的处理方式进行超级数据帧处理；其中，所述抢占的数据帧处理方式包括：在一个时间窗的调度过程中，对已占用所述共享数据转发资源的至少一个普通数据帧进行中断及资源重分配处理，并在所述重分配的资源中优先安插所述超级数据帧，且在剩余资源中填充至少一个被中断普通数据帧的切片。

为实现上述目的，本发明还公开了一种终端节点，包括：

连接用户界面的用户接口；

时钟同步单元；

硬件加密芯片，用于与配套有超级数据帧处理能力的转发节点进行安全认证，并在检验通过后，获取执行超级数据帧处理的配置表，所述配置表包括用于收发超级数据帧的特征码、及根据全网时钟同步所确定的相应超级数据帧的收发时刻；

数据帧处理单元，用于设置超级数据帧的优先级高于普通数据帧，并在对应所述超级数据帧的收发时刻，中断普通数据帧的处理，并根据所述特征码封装或解封装相应的超级数据帧以发送到所述用户界面或下一跳转发节点。