[发明专利]一种实现以太网确定性通信的调度方法

摘要

一种实现以太网确定性通信的调度方法，将网络中的信息划分为周期信息和非周期信息，对于周期信息，采用时隙访问的控制方式，在固定的时间片中进行周期性的数据交换；对于非周期信息，采用基于令牌的集中调度方式，在周期信息通信的间隙即非周期信息通信阶段进行；本发明的调度方法在网络上定义至少有一个主设备和一个或多个从设备，从设备只有在获得来自主设备的令牌后才能发送非周期信息；同时，网络上设有至少有一个时钟服务器，用于各个设备(包括主设备和从设备)之间的时钟同步。本发明合理调度以太网中的周期和非周期信息，在以以太网+UDP/IP为基础的工业控制网络上实现实时和确定性的通信，满足了工业控制网络对通信的实时性和确定性的要求。

主权项

1.一种实现以太网确定性通信的调度方法，其特征在于，在所述以太网上定义至少一个主设备和一个或多个从设备，在所述以太网上设有至少一个时钟服务器；将所述以太网中的信息分为周期信息和非周期信息，对所述周期信息采用时隙访问的控制方式，在固定的时间片中进行周期性的数据交换；对所述非周期信息采用基于令牌的集中调度方式，在所述周期信息通信的间隙即非周期信息通信阶段进行数据交换；包括以下步骤：a.系统启动之前，所述主设备负责对整个系统进行组态，包括，指定传输周期的大小；指定各从设备在一个传输周期中发送周期信息的时间长度；设置每个从设备在传输周期中传输周期信息的起始时刻相对于传输周期起始时刻的时间偏差；并将这些信息下载到每个从设备中；b.系统上电后，所有设备首先与所述时钟服务器进行时钟同步；c.传输周期开始后，所述主设备对周期信息采用时隙访问的控制方式，每个从设备在预定的时刻发送周期信息，每个从设备在发送完周期信息之后接下来的一段时间中，向主设备发送声明报文，通知所述主设备其是否有非周期信息要发送，如果有非周期信息要发送，所述主设备将相应从设备的IP地址、信息优先级以及预期的信息发送时间保存在一个非周期信息发送队列中，而从设备在接下来的非周期信息通信阶段等待非周期信息调度令牌；d.在一个传输周期的非周期信息通信阶段，所述主设备进行如下操作：d1.扫描非周期信息发送队列，判断队列是否空，如果队列不空，转d2；否则，结束；d2.根据所述队列中的信息，向具有最高优先级非周期信息的从设备发送非周期信息调度令牌，同时启动定时器，定时器大小为令牌持有时间；d3.等待从设备释放令牌；d4.判断是否收到来自从设备的确认，如果收到，转d1；否则，转d5；d5.判断定时器是否溢出，如果未溢出，转d3；否则，转d1；非周期信息通信阶段结束后，所述主设备终止上述操作，同时保存非周期信息发送队列中还未处理的信息；e.在一个传输周期的非周期信息通信阶段，所述从设备进行如下操作：e1.等待所述非周期信息调度令牌；e2.判断是否接收到非周期信息调度令牌，如果还未收到，转e1；否则，转e3；e3.判断信息优先级是否不小于令牌的优先级，如果为真，转e4；否则，转e6；e4.判断令牌持有时间是否不小于信息发送时间，如果为真，转e5；否则，转e6；e5.发送非周期信息；e6.向所述主设备发送确认信息，释放所述非周期信息调度令牌，然后结束。