[发明专利]一种AFDX网络的发送虚拟链路调度方法

说明书

本发明公开了一种AFDX网络的发送虚拟链路调度方法，包括以下步骤：(1)建立二维调度时间表格：根据虚拟链路的带宽分配间隙的取值范围建立一个128行128列的二维调度时间表格，该表格的每一行或每一列表示1ms的时间刻度；(2)将AFDX终端所有用于发送数据帧的发送虚拟链路配置到二维调度时间表格中，不同带宽分配间隙的发送虚拟链路在周期内发送的次数P＝128/带宽分配间隙。本发明采用了一种新的二维调度时间表的方式，在同一个物理链路上，满足各虚拟链路固定带宽固定间隙周期发送的情况下，避免了各虚拟链路之间出现冲突而产生时延抖动，并且能以最大化程度充分利用物理链路的带宽，同时可以提供终端的发送虚拟链路配置方案是否合理的检测能力。

技术领域

本发明涉及航空电子系统领域，尤其涉及一种AFDX网络的发送虚拟链路调度方法。

背景技术

现代航空电子系统的综合化程度在不断提高，从20世纪70年代的分立式航空电子系统，到联合式航空电子系统，到综合式航空电子，再到现在的先进综合式航空电子系统，原来单节点的通信正逐步被多节点的复杂通信所代替，原来单一的通信链路正逐步被统一的通信网络所代替。航空电子网络跟一般商用存储区域网络的不同在于它主要运行在航空航天等极端恶劣的环境下，针对其工作环境的特殊性，在设备和网络的设计时需要采用较高的可靠性和稳定性。AFDX(Avionics Full-Duplex Switched Ethernet，航空电子全双工交换式以太网)是在工业标准以太网经过适应性改进形成的，具有更高的可靠性、抗恶劣环境适应性和确定的实时性，因此，AFDX网络在现代的航空电子系统中具有广泛的应用，如新一代民用飞机(A380，波音787)和大型运输机(A400M)。

AFDX是一种以交换机为中心的星形结构网络，包括终端和交换机两大部分，每台交换机大约能连接20个左右终端。终端通过100Mb/s全双工链接链路与交换机相连，而交换机提供终端之间的数据交换、调度和监控功能。AFDX网络采用双冗余、双击备份的配置模式，A、B两个网络互不影响，共同担负相同的责任，从而提供了比单一网络具有更高的可靠性。AFDX网络的确定性是由虚拟链路技术来实现的，包括两方面，一是带宽确定性，即把一条物理链路划分为多条逻辑上的虚拟链路(Virtual Link，VL)，给每条虚拟链路分配固定带宽构建一个特定的、点对点的网络。每个VL通道建立起了一个终端到一个或多个终端之间的一条单向的逻辑路径，它可以用来定义和隔离数据流，以确保传输速率和故障隔离。因此，通过VL发送消息能够保证带宽确定性。另一方面是时延的确定性，在每个终端上存在多个发送VL，这些VL需要分时复用同一条物理链路，如何调度才能避免不同VL之间发生业务冲突从而降低各VL的时延抖动(Jitter)，这是一个影响整个网络性能的关键问题。

发明内容

为了解决上述由于AFDX终端发送调用而引起的时延抖动问题，本发明提出一种AFDX网络的发送虚拟链路调度方法，该调度方法基于合理的发送虚拟链路配置方案和优秀的时间分配算法，可实现物理链路带宽最大化使用的目的，具体的，该调度方法包括以下步骤：

S1.建立二维调度时间表格：AFDX网络中各个虚拟链路的带宽分配间隙为2^Nms，其中N＝0,1,...,7，根据所述带宽分配间隙的取值范围即1～128ms，建立一个128行128列的二维调度时间表格，所述二维调度时间表格的每一行或每一列的128个单元格总共表示1ms的时间刻度，即每个单元格表示7.8125us，整个二维表格表征128ms的时间刻度；

S2.将AFDX终端所有用于发送数据帧的发送虚拟链路配置到二维调度时间表格中：将最大带宽分配间隙即128ms作为一个数据帧发送的大周期，并将各个发送虚拟链路的带宽分配间隙作为该发送虚拟链路上数据帧发送的小周期，不同带宽分配间隙的发送虚拟链路在大周期内发送的次数P＝128/BAG，其中BAG为发送虚拟链路的带宽分配间隙；

所述步骤S2包括以下子步骤：