[发明专利]一种时间确定的包括多路高速总线通道及共享接口的系统

说明书

本发明公开了一种时间确定的多路高速总线通道及共享接口，包括多个高速总线通道模块、通道控制模块、仲裁模块、主状态机模块和共享接口。各个高速总线通道均通过唯一的共享接口与外部交互，仲裁模块依据公平仲裁算法和时间片定时策略选择高速总线通道，实现多通道、多类型总线与共享接口之间的数据传输。本发明避免了每个通道对应一个接口的数据传输冲突问题，实现了多通道数据的高效传输，提高了高速总线通道的利用率，降低了系统应用的复杂度。同时采取公平仲裁机制和时间片定时策略，提高了数据传输效率和时间确定性。

技术领域

本发明涉及一种时间确定的多路高速总线通道及共享接口，特别针对应用于空间环境的SpaceWire、SpaceFibre和RapidIO等高速串行总线，采取公平仲裁算法和时间片定时策略，实现多通道、多类型总线与共享接口信号之间的数据传输，属于通信领域。

背景技术

针对航天任务特点，要求所采用的总线技术具有高传输速率、低功耗、可升级、高可靠等特点。在进行总线电路研制过程中，既要满足系统对高性能传输的需求，同时也要兼顾易于冗余设计、低功耗等系统要求。在星载数据传输中，使用通道冗余是提供传输可靠性的有效方法之一。

另外，由于空间应用对占用资源有较高要求，导致与总线电路进行数据交换的接口资源是有限的，从而存在接口与多总线通道间数据传输冲突问题，需要使用接口共享的方法实现多通路数据的高效传输。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种时间确定的多路高速总线通道及共享接口，实现多通道、多类型总线与共享接口之间的数据传输。

本发明的技术解决方案是：一种时间确定的多路高速总线通道及共享接口，包括多个高速总线通道模块、通道控制模块、仲裁模块、主状态机模块和共享接口；

每个高速总线通道模块与一条高速总线连接，并根据高速总线的状态通过通道控制模块向仲裁模块发送读写请求；

通道控制模块根据仲裁模块的仲裁控制信号和主状态机模块的通道切换信号选择某个高速总线通道模块与共享接口进行数据传输；

仲裁模块根据高速总线通道模块的读写请求，向通道控制模块和主状态机模块发送仲裁控制信号；当接收到通道强制选择指令时，根据通道强制选择指令向通道控制模块和主状态机模块发送仲裁控制信号；

主状态机模块根据外部需求向共享接口发送读写指令；接收到仲裁模块的仲裁控制信号后，向通道控制模块发送通道切换信号；

共享接口根据读写指令实现当前选中的高速总线与外部的数据交换；接收外部的通道强制选择指令，并发送给仲裁模块。

高速总线通道模块包括SpaceWire、SpaceFibre和RapidIO高速总线协议模块，能够根据当前连接的高速总线类型选择对应的高速总线协议模块。

仲裁模块根据高速总线通道模块的读写请求，依据公平仲裁算法和时间片定时策略，向通道控制模块和主状态机模块发送仲裁控制信号。

所述公平仲裁算法如下：

为每个高速总线通道模块设置相同的选择初始值；

当某个高速总线通道模块被选中与共享接口进行数据传输时，其对应的选择初始值减1；

当多个高速总线通道模块同时发送读写请求时，仲裁模块对上述高速总线通道模块按选择初始值由大到小进行排序，据此获得仲裁控制信号，所述仲裁控制信号为将当前高速总线通道模块切换为选择初始值最大的高速总线通道模块。

所述时间片定时策略是指为每个高速总线通道模块设定传输时间阈值，当当前选中的高速总线通道模块实际传输时间超过传输时间阈值时，仲裁模块根据依据公平仲裁算法向通道控制模块和主状态机模块发送仲裁控制信号。