光纖反射內存網數據實時交互方法技術

本發明專利技術屬于計算機仿真技術領域，公開了一種光纖反射內存網數據實時交互方法。將光纖反射內存網數據交互區分為標識區和數據區。標識區包括讀節點數標識區和讀寫標志位區，其中讀節點數標識區用于記錄當前讀數據區中的節點個數，當區域中的值為0時，標識寫端口能夠寫如數據。讀寫標志位區用于向讀端口標識哪個數據區可以寫入數據，00表示處于開始準備數據交互、11表示當前數據交互結束、01表示數據區1可讀數據區2可寫、10表示數據區2可讀數據區1可寫。數據區包括數據區1和數據區2，兩個數據區中分別存儲寫入端與讀取端交互過程中當前時刻交互數據和下一時刻交互數據。本發明專利技術提高了數據交互的速度和實時性，而且結構簡單，易于實現。

Optical fiber reflective memory network data real-time interaction method

The invention belongs to the field of computer simulation technology, and discloses a data real-time interaction method of an optical fiber reflective memory network. The data exchange of the fiber reflective memory network is divided into the identification area and the data area. The number of nodes including reading area identification mark region and read and write flag, which read node number identification area is used to record the current read the number of nodes in the data area in the region, when the value is 0, write to write data such as port identification. Read and write flag area used to read port identification which data can be written into the data area, said in 00 began to prepare for the data exchange, data exchange, 11 said that the current end of 01 District 1 District said data readable data 2 can be written, 10 District 2 District 1 data readable data can be written. The data area comprises a data area 1 and a data area 2, wherein, in the two data areas, the interactive data at the current time and the interactive data at the next time are stored in the interaction process between the writing end and the reading end. The invention improves the speed and the real-time performance of data interaction, and has simple structure and easy realization.

【技術實現步驟摘要】
光纖反射內存網數據實時交互方法
本專利技術涉及計算機仿真
，尤其涉及一種光纖反射內存網數據實時交互方法。
技術介紹
在當前航天飛行器技術朝著系統更復雜、技術更先進的方向發展。在這一趨勢下，航天飛行器需要實現在全工作周期下的高置信度效能評估，因此結合數學仿真技術系統與半實物仿真試驗技術的“一體化集成仿真技術”對于提高航天飛行器全工作周期效能評估的置信度，為總體方案制定和系統研制提供定量數據參考具有重要意義。一體化集成仿真技術的核心是實現基于不同仿真機制的異構仿真與試驗系統之間的緊耦合聯合仿真試驗。建立緊耦合的射頻集成仿真試驗系統，需要實現半實物試驗系統與數學仿真之間能夠具備緊耦合的動態數據交互。由于半實物試驗系統是一個實時系統，為了保證分布式數學仿真系統與半實物試驗系統的協同運行，強實時的數據交互是射頻集成仿真試驗系統構建的關鍵。在當前的技術條件下，采用光纖反射內存網是當前系統集成方案的主要選擇。反射內存網采用共享內存方式實現網絡內各節點間的數據交互，采用這種方式實現數據交互需要解決共享內存區的讀寫互斥問題。如圖1所示，兩個模塊節點M1、M2在兩個步長內對共享地址段的數據讀寫過程。在ti-1到ti+1的兩個仿真步長中，仿真模塊共享內存寫數據的時間為twrite1、twrite2，在共享內存ADD地址段中的數據在時間區間(ti-1，ti+1)中有三個狀態分別對應三個數據Di-1Di、Di+1，三個狀態對應的時間區間為：(ti-1，twrite1)、(twrite1，twrite2)、(twrite2，ti+1)。對于模塊M2在一個仿真步長(ti-1，ti)內，ADD地址段中的內容有兩個狀態，分別是Di-1、Di，對應區間為(ti-1，twrite1)、(twrite1，ti)，因此若仿真模塊想獲得數據Di，則其讀取ADD地址段中的時間tread應該滿足條件：tread∈(twrite1，ti)。但對于M2來說，M1的讀寫時間twrite1并不知道，因此M2讀取的數據可能是Di也可能是Di-1，這取決與tread所在的時間區間。若tread=twritel，此時ADD地址段中的數據由于處于正在修改的狀態其數據未知，M2讀到的數據不確定，因此需要實現數據寫入端和數據讀取端互斥訪問才能保證數據的正確交互。為解決讀寫互斥的問題，反射內存網生產商GE公司官方提供了基于中斷的數據交互方法用來解決讀寫互斥的問題，如圖2所示，采用這種方法進行數據交互需要數據發送方向接受方發送中斷提醒接受方接受數據，一次數據交互需要發送兩次中斷。但是，中斷的發送和接受的時間大、穩定性差的缺點，適合單幀數據量大，數據率低的場合使用。在射頻集成仿真試驗系統中，需要進行大量的單幀數據量小(小于10k)，但數據率高(>200Hz)的數據交互。此外，射頻集成仿真試驗系統是一個規模不斷擴充的系統，需要在對現有系統不做變更或者最小變更的基礎上完成新系統的接入，實現集成系統的不斷擴展。依照官方提供的數據交互方法，當系統進行擴展需要向新接入的系統發送數據，需要對當前系統的數據發送模塊進行修改增加新的發送中斷指令。基于查詢的數據交互方式通過網絡中共享內存的地址進行接口標識，當系統內部具有交互的模塊在明確兩者交互數據在反射內存網中的地址，即可通過向確定地址寫入數據和讀取數據實現數據交互，如圖3所示。這種方式較之基于中斷的交互方式數據交互時間更小、更穩定，如圖4和表1所示：表1基于中斷方式和基于查詢方式協議對比最大協議時間期望協議時間協議時間標準差基于查詢的通信協議2μs1.02μs1.56μs基于中斷的通信協議143μs23.5μs23.29μs此外，采取查詢的方式輪詢標定地址是否有數據到達，有數據到達則讀取數據，能夠使得數據接收端可以不需要接受發送端發送的中斷提示信號就可以接受發送的數據，從而實現集成仿真系統的自由擴展。但當前傳統的查詢方式會面臨共享內存區的互斥問題，也就是說當數據輸出端向反射內存網寫入數據時，數據接收端是不能訪問這一地址區域的數據的，需要在數據輸出完畢后才能進行訪問。因此在一個仿真步長內，時間需要分為數據寫入時間、數據讀取時間和模型運行時間三個部分。若在仿真系統中出現多個接受端接收同一數據寫入端的數據，則數據讀取時間為所有接受模塊讀取完畢數據之后的總時間，如圖5所示，因此在一幀模型推進周期h內，實際留給模型的運行時間為推進周期減去寫數據時間和讀數據時間之后的時間。當存在多個數據讀取端時，讀數據時間會增大，從而壓縮模型運行時間，嚴重的情況下會導致一個推進周期內無法完成數據交互和模型運行的導致系統出現欠實時。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是：提供一種光纖反射內存網數據實時交互方法，實現了針對仿真系統與試驗系統的集成面臨的強實時數據交互(1ms級別)，為解決上述技術問題：本專利技術提出了一種光纖反射內存網數據實時交互方法，將光纖反射內存網數據交互區分為標識區和數據區；標識區包括讀節點數標識區和讀寫標志位區，其中讀節點數標識區用于表示當前有幾個讀節點在讀取數據區中的數據，當標識區的值為0時，表示寫節點能夠寫入數據；讀寫標志位區用于表示數據區1與數據區2的當前狀態，標識哪個數據區能寫入數據，00表示處于開始準備數據交互、11表示當前數據交互結束、01表示數據區1可讀數據區2可寫、10表示數據區2可讀數據區1可寫：數據區包括數據區1和數據區2，兩個數據區中分別存儲寫入端與讀取端交互過程中當前時刻交互數據和下一時刻交互數據：數據交互過程具體如下：Ti時刻：如果讀節點數標識區中的值為0，讀寫標識區中的值為10，則寫節點依照數據寫入流程向數據區1中寫入Ti+h時刻的數據，寫入完畢后，將讀寫標識區中的值置為01，在寫節點向數據區1寫入數據的同時，各讀節點依照讀流程讀取數據區2中的Ti時刻的數據，讀取完畢后，讀節點數標識區中的值為0；所述Ti時刻是以節點所在系統的物理時間軸為基準，數據傳輸過程中某次數據交互的開始時刻，h為幀數據傳輸周期：Ti+h時刻：如果讀節點數標識區中的值為0，讀寫標識區中的值為01，則寫節點依照數據寫入流程向數據區2中寫入Ti+2h時刻的數據，寫入完畢后，將讀寫標識區中的值置為10，在寫節點向數據區2寫入數據的同時，各讀節點依照讀流程讀取數據區1中的Ti+h時刻的數據，讀取完畢后，讀節點數標識區中的值為0；Ti+2h時刻：如果讀節點數標識區中的值為0，讀寫標識區中的值為10，則寫節點依照數據寫入流程向數據區1中寫入Ti+3h時刻的數據，寫入完畢后，將讀寫標識區中的值置為01，寫節點向數據區1寫入數據的同時，各讀節點依照讀流程讀取數據區2中的Ti+2h時刻的數據，讀取完畢后，讀節點數標識區中的值為0；重復上述過程直到整個數據傳輸完畢。本專利技術具有以下有益效果：由于本專利技術的光纖反射內存網數據實時交互方法，通過設定兩個標志位和兩個數據區，在數據交互過程中，使得數據交互雙方的寫入數據和讀取數據不在同一個數據區內，避免了只有寫完數據才能讀取和只有讀完數據才能寫數據的問題，一幀的數據交互時間可以表示為讀時間，寫時間兩個并行的過程，和單區的數據交互時間包括讀時間和寫時間相比，少了一個環節的時間，提高了數據交互的速度和實時性。而本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種光纖反射內存網數據實時交互方法，其特征在于：將光纖反射內存網數據交互區分為標識區和數據區；標識區包括讀節點數標識區和讀寫標志位區，其中讀節點數標識區用于表示當前有幾個讀節點在讀取數據區中的數據，當標識區的值為0時，表示寫節點能夠寫入數據；讀寫標志位區用于表示數據區1與數據區2的當前狀態，標識哪個數據區能寫入數據，00表示處于開始準備數據交互、11表示當前數據交互結束、01表示數據區1可讀數據區2可寫、10表示數據區2可讀數據區1可寫；數據區包括數據區1和數據區2，兩個數據區中分別存儲寫入端與讀取端交互過程中當前時刻交互數據和下一時刻交互數據；數據交互過程具體如下：Ti時刻：如果讀節點數標識區中的值為0，讀寫標志位區中的值為10，則寫節點依照數據寫入流程向數據區1中寫入Ti+h時刻的數據，寫入完畢后，將讀寫標志位區中的值置為01，在寫節點向數據區1寫入數據的同時，各讀節點依照讀流程讀取數據區2中的Ti時刻的數據，讀取完畢后，讀節點數標識區中的值為0；所述Ti時刻是以節點所在系統的物理時間軸為基準，數據傳輸過程中某次數據交互的開始時刻，h為幀數據傳輸周期；Ti+h時刻：如果讀節點數標識區中的值為0，讀寫標志位區中的值為01，則寫節點依照數據寫入流程向數據區2中寫入Ti+2h時刻的數據，寫入完畢后，將讀寫標志位區中的值置為10，在寫節點向數據區2寫入數據的同時，各讀節點依照讀流程讀取數據區1中的Ti+h時刻的數據，讀取完畢后，讀節點數標識區中的值為0；Ti+2h時刻：如果讀節點數標識區中的值為0，讀寫標志位區中的值為10，則寫節點依照數據寫入流程向數據區1中寫入Ti+3h時刻的數據，寫入完畢后，將讀寫標志位區中的值置為01，寫節點向數據區1寫入數據的同時，各讀節點依照讀流程讀取數據區2中的Ti+2h時刻的數據，讀取完畢后，讀節點數標識區中的值為0；重復上述過程直到整個數據傳輸完畢。...

【技術特征摘要】
1.一種光纖反射內存網數據實時交互方法，其特征在于：將光纖反射內存網數據交互區分為標識區和數據區；標識區包括讀節點數標識區和讀寫標志位區，其中讀節點數標識區用于表示當前有幾個讀節點在讀取數據區中的數據，當標識區的值為0時，表示寫節點能夠寫入數據；讀寫標志位區用于表示數據區1與數據區2的當前狀態，標識哪個數據區能寫入數據，00表示處于開始準備數據交互、11表示當前數據交互結束、01表示數據區1可讀數據區2可寫、10表示數據區2可讀數據區1可寫；數據區包括數據區1和數據區2，兩個數據區中分別存儲寫入端與讀取端交互過程中當前時刻交互數據和下一時刻交互數據；數據交互過程具體如下：Ti時刻：如果讀節點數標識區中的值為0，讀寫標志位區中的值為10，則寫節點依照數據寫入流程向數據區1中寫入Ti+h時刻的數據，寫入完畢后，將讀寫標志位區中的值置為01，在寫節點向數據區1寫入數據的同時，各讀節點依照讀流程讀取數...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙政，劉佳琪，劉生東，彭程遠，
申請(專利權)人：北京航天長征飛行器研究所，中國運載火箭技術研究院，
類型：發明
國別省市：北京,11