[发明专利]一种对通讯无干扰的高速实时数据捕获方法

说明书

本发明属于计算机网络通信领域，具体涉及一种对通讯无干扰的高速实时数据捕获方法。本发明利用CML或LVDS电平一分二芯片，实现高速串行数据的环回、冗余，利用冗余的数据实时数据分析，并支持故障注入、误码率测试功能，数据速率支持500Mbps～6.25Gbps，从而保证数据正常无干扰传输的同时对数据实现捕获。

技术领域

本发明属于计算机网络通信领域，具体涉及一种对通讯无干扰的高速实时数据捕获方法。

背景技术

目前飞行器控制系统通过各类总线进行数据通信，总线的实时可靠运行对飞行器的安全至关重要，随着总线技术的发展，总线的数据传输速率和高可靠设计持续提升，对总线测试也提出了更高的要求。在对总线测试过程中，需要对网络中运行的各种类型的数据帧进行捕获分析，确定数据帧的发出时间、到达时间、传输数据的准确性等信息，从而进行抓包分析、通讯测试、压力测试、故障注入、故障的精准定位、误码率测试等性能测试。所谓误码率即比特差错率(bit error rate，BER)，是指在某一特定的观察时间内差错的比特个数与在该时间段内所传输的总的比特个数之比。误码率的定义为：

BER＝N_e/N_t。

其中N_e、N_t分别为时间间隙t内的错误比特数、所传输的总比特数。利用误码率测试数据，可以高效评估通信系统传输的可靠性，有效排查被测对象故障，具有良好的实际应用意义。故障注入功能能够为测试总线网络设备的容错性和复现故障提供良好的帮助。

现有的数据捕获方法由一个核心态的包过滤器和两个动态链接库组成，NPF(Netgroup Packet Fliter)网络组包过滤器负责从网络中采集数据包，完成数据包的过滤，拷贝到内核层缓冲区，然后调用应用层动态链接库文件将数据传递到应用层缓冲区，最后交由程序处理。传统的数据捕获方法需要对原有的数据包进行拷贝，对原有的数据产生了通讯干扰，在高速总线网络情况下有可能出现丢包现象，另外目前具有故障注入功能的数据捕获分析仪器的研究主要以JDSU公司和Finisar为主，但价格昂贵，成本较高，在国内目前还没有相关的研究。

发明内容

本发明的目的：提供了一种对通讯无干扰的高速实时数据捕获方法，以解决现有捕获方法实时性低、可靠性低的问题，支持误码率测试、故障注入功能，对高速总线测试具有重要的意义。

本发明的技术方案：提供一种对通讯无干扰的高速实时数据捕获方法，所述方法包括：

抓取总线网络上的实际数据，并通过电平一分二芯片产生两路数据，分别为第一路数据和第二路数据，第一路数据回传至总线网络，第二路数据进入数据包解析模块；

所述数据包解析模块包括FPGA模块和处理器模块；数据包解析模块对第二路数据进行解析，将获取的第二路数据写入FPGA的共享Buffer缓冲区，FLASH对FPGA进行配置操作，FPGA将写入的第二路数据发送给DDR3进行存储，处理器模块通过PCIe交换芯片读取数据，通过识别数据帧头识别数据帧类型，根据不同的协议栈，对第二路数据的不同数据帧格式进行解析，存储已分析的数据块；

上位机软件读取处理器模块中所述已分析的数据块；上位机通过网络端口输入理论数据，并产生测试序列；上位机的控制通讯模块开始接收测试序列，并发送给处理器模块；控制通讯模块接收过程中检测上位机接收器的FIFO状态，当FIFO半满时，上位机开始读取处理器模块所接收的测试序列，并与所述已分析的数据块进行比较，统计误码数及计算误码率；当FIFO全满时，控制通讯模块接收测试序列完毕，上位机对统计的误码数及计算的误码率进行显示；

上位机的控制通讯模块开始接收测试序列时，上位机的控制通讯模块判断理论数据的发送码是否足够；当理论数据的发送码足够时，上位机的控制通讯模块停止发送测试序列给处理器模块，并停止接收测试序列。