【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于以太網(wǎng)通信，具體涉及一種支持流分離的tsn混合調(diào)度系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、在現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)的調(diào)度系統(tǒng)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)的調(diào)度求解方法通常是由基于數(shù)學(xué)模型的離線調(diào)度求解器進(jìn)行求解。時(shí)間敏感以太網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)是整個(gè)時(shí)間敏感以太網(wǎng)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)調(diào)度的核心。常見的時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度系統(tǒng)中，對于時(shí)間敏感業(yè)務(wù)流避免沖突的方式是采用在時(shí)間窗口設(shè)定保護(hù)帶的方法實(shí)現(xiàn)時(shí)間敏感流的調(diào)度。同時(shí)每兩個(gè)相鄰隊(duì)列的優(yōu)先級就需要設(shè)立保護(hù)帶進(jìn)行傳輸隔離。但是保護(hù)帶的存在會導(dǎo)致帶寬利用率低下的問題。同時(shí)，現(xiàn)有的調(diào)度裝置大多僅針對單一的時(shí)間敏感流，而對于時(shí)間敏感流之內(nèi)的不同優(yōu)先級調(diào)度機(jī)制相關(guān)專利較少。
2、現(xiàn)有的研究大多都集中于算法層面的，大多的研究都關(guān)注于通過研究整體的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋸亩玫搅髁總鬏數(shù)淖顑?yōu)參數(shù)，并通過配置門控列表的開關(guān)來實(shí)現(xiàn)流量的控制。對于調(diào)度系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)的相關(guān)專利與研究都很少。
3、國防科技大學(xué)chenglong?li的論文《a?deterministic?embedded?end-systemtightly?coupled?with?tsn?schedule》提出了一種應(yīng)用于tsn調(diào)度的端系統(tǒng)。其中對于調(diào)度任務(wù)的處理方式是借助一個(gè)小的risc-v核進(jìn)行嚴(yán)格的子任務(wù)邊界約束。這個(gè)對于動(dòng)態(tài)調(diào)度的效果很好，但是完全沒有考慮靜態(tài)調(diào)度的處理方式。
4、其中專利《基于tsn網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議調(diào)度方法、裝置及電子設(shè)備》針對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行調(diào)度分析，通過流量調(diào)度策略提前規(guī)劃好數(shù)據(jù)流。但是對于網(wǎng)絡(luò)中的突發(fā)數(shù)據(jù)流沒有任何的處理方式，不利于網(wǎng)絡(luò)的兼
5、falk的論文《time-triggered?traffic?planning?for?data?networks?withconflict?graphs》也是借助了沖突圖的技術(shù)對于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行總體的流量調(diào)度，而這個(gè)通常對于調(diào)度來說是靜態(tài)的調(diào)度方式。
6、傳統(tǒng)的調(diào)度系統(tǒng)中，大多僅僅針對于靜態(tài)調(diào)度或者動(dòng)態(tài)調(diào)度其中的一個(gè)一種，而對于調(diào)度系統(tǒng)中尤其是tsn調(diào)度領(lǐng)域，靜態(tài)調(diào)度和動(dòng)態(tài)調(diào)度的方式都是廣泛存在的，而目前的調(diào)度系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)中，并沒有對于兩者同時(shí)提供硬件支持。
7、另外，zhao?luxi的論文《worst-case?latency?analysis?for?ieee?802.1qbvtime?sensitive?networks?using?network?calculus》通過預(yù)先創(chuàng)建gcl(門控列表)的tsn的分析，也可以用于驅(qū)動(dòng)gcl合成，該方法比以前的方法探索了更大的解空間。但是該論文僅僅在仿真上探索了這種方法的可能性，關(guān)于在內(nèi)部調(diào)度系統(tǒng)中的延時(shí)抖動(dòng)，該論文并沒有涉及硬件電路的實(shí)現(xiàn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本專利技術(shù)提供了一種支持流分離的tsn混合調(diào)度系統(tǒng)。本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
2、本專利技術(shù)提供了一種支持流分離的tsn混合調(diào)度系統(tǒng)，包括：
3、流分類包頭解析模塊，用于對輸入的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行協(xié)議識別和幀信息識別，根據(jù)識別得到的幀信息生成描述符，將所述描述符傳輸至cpu處理模塊，當(dāng)所述數(shù)據(jù)幀為以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀時(shí)，根據(jù)協(xié)議識別結(jié)果將所述數(shù)據(jù)幀進(jìn)行流量分類，將流量分類后的數(shù)據(jù)幀以及所述數(shù)據(jù)幀的幀信息傳輸至隊(duì)列管理模塊；
4、cpu處理模塊，用于根據(jù)接收的所述描述符進(jìn)行調(diào)度計(jì)算，生成隊(duì)列時(shí)間窗口約束結(jié)果，根據(jù)所述隊(duì)列時(shí)間窗口約束結(jié)果得到時(shí)間調(diào)度表，將所述時(shí)間調(diào)度表發(fā)送至?xí)r間流表存儲模塊；
5、時(shí)間流表存儲模塊，用于存儲所述時(shí)間調(diào)度表；
6、隊(duì)列管理模塊，用于將接收的流量分類后的數(shù)據(jù)幀傳輸至對應(yīng)的ts流數(shù)據(jù)通道或be流數(shù)據(jù)通道；
7、隊(duì)列整形模塊，利用隊(duì)列整形算法對兩個(gè)數(shù)據(jù)通道的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行獨(dú)立的流量整形；
8、隊(duì)列調(diào)度模塊，當(dāng)所述數(shù)據(jù)幀為突發(fā)數(shù)據(jù)流，所述隊(duì)列調(diào)度模塊用于根據(jù)所述幀信息、所述時(shí)間調(diào)度表以及流量整形結(jié)果，控制門控信號對兩個(gè)數(shù)據(jù)通道的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行獨(dú)立動(dòng)態(tài)調(diào)度，當(dāng)所述數(shù)據(jù)幀為周期數(shù)據(jù)流，所述隊(duì)列調(diào)度模塊用于查詢所述時(shí)間調(diào)度表，根據(jù)查詢結(jié)果對兩個(gè)數(shù)據(jù)通道的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行獨(dú)立靜態(tài)調(diào)度；
9、其中，所述ts流數(shù)據(jù)通道的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)先級高于所述be流數(shù)據(jù)通道的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)先級，所述動(dòng)態(tài)調(diào)度的優(yōu)先級高于所述靜態(tài)調(diào)度的優(yōu)先級。
10、在本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述流分類包頭解析模塊，還用于當(dāng)所述數(shù)據(jù)幀為時(shí)間同步幀時(shí)，將所述數(shù)據(jù)幀傳輸至?xí)r間同步模塊；
11、相應(yīng)的，所述tsn混合調(diào)度系統(tǒng)，還包括：
12、時(shí)間同步模塊，用于根據(jù)接收的所述時(shí)間同步幀進(jìn)行時(shí)間同步。
13、在本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述幀信息包括所述數(shù)據(jù)幀的幀長度信息以及幀優(yōu)先級。
14、在本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述流量分類的類別包括ts流和be流，其中，所述be流包括：普通be流、高優(yōu)先級be流、帶寬保證流、視頻流和音頻流。
15、在本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述ts流的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)先級高于所述be流的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)先級；所述普通be流、所述高優(yōu)先級be流、所述帶寬保證流、所述視頻流和所述音頻流的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)先級依次升高。
16、在本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述隊(duì)列整形模塊包括：ts流隊(duì)列整形模塊和be流隊(duì)列整形模塊，其中，
17、所述ts流流量整形模塊，基于乒乓隊(duì)列操作對所述ts流數(shù)據(jù)通道的數(shù)據(jù)幀實(shí)現(xiàn)流量整形；
18、所述be流流量整形模塊，基于信用的整形器對所述be流數(shù)據(jù)通道的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行信用值計(jì)算，根據(jù)所述信用值對所述be流數(shù)據(jù)通道的數(shù)據(jù)幀實(shí)現(xiàn)流量整形。
19、在本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述隊(duì)列調(diào)度模塊包括：ts流隊(duì)列調(diào)度模塊和be流隊(duì)列調(diào)度模塊，其中，
20、當(dāng)所述數(shù)據(jù)幀為突發(fā)數(shù)據(jù)流，所述ts流隊(duì)列調(diào)度模塊用于根據(jù)所述幀信息、所述時(shí)間調(diào)度表以及所述流量整形結(jié)果，控制門控信號對所述ts流數(shù)據(jù)通道的數(shù)據(jù)幀采用循環(huán)隊(duì)列轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制進(jìn)行傳輸；
21、當(dāng)所述數(shù)據(jù)幀為突發(fā)數(shù)據(jù)流，所述be流隊(duì)列調(diào)度模塊用于根據(jù)所述幀信息、所述時(shí)間調(diào)度表以及所述流量整形結(jié)果，控制門控信號對所述be流數(shù)據(jù)通道的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行傳輸，其中，在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)確保所述信用值較大的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行優(yōu)先傳輸。
22、在本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述tsn混合調(diào)度系統(tǒng)還包括寄存器管理模塊，所述寄存器管理模塊與所述cpu處理模塊連接，用于實(shí)現(xiàn)所述tsn混合調(diào)度系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)與軟件平臺的交互。
23、在本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述tsn混合調(diào)度系統(tǒng)還包括配置總線模塊，所述配置總線模塊與所述寄存器管理模塊連接，用于實(shí)現(xiàn)所述tsn混合調(diào)度系統(tǒng)與外界的數(shù)據(jù)交互。
24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果在于：
25、1.本專利技術(shù)的支持流分離的tsn混合調(diào)度系統(tǒng)，在系統(tǒng)輸入端口和隊(duì)列兩個(gè)層級中間引入了通道的概念，通過兩個(gè)獨(dú)立的通道實(shí)現(xiàn)了時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)的高優(yōu)先級流與低優(yōu)先級本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種支持流分離的TSN混合調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支持流分離的TSN混合調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，所述流分類包頭解析模塊，還用于當(dāng)所述數(shù)據(jù)幀為時(shí)間同步幀時(shí)，將所述數(shù)據(jù)幀傳輸至?xí)r間同步模塊；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支持流分離的TSN混合調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，所述幀信息包括所述數(shù)據(jù)幀的幀長度信息以及幀優(yōu)先級。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支持流分離的TSN混合調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，所述流量分類的類別包括TS流和BE流，其中，所述BE流包括：普通BE流、高優(yōu)先級BE流、帶寬保證流、視頻流和音頻流。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的支持流分離的TSN混合調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，所述TS流的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)先級高于所述BE流的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)先級；所述普通BE流、所述高優(yōu)先級BE流、所述帶寬保證流、所述視頻流和所述音頻流的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)先級依次升高。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支持流分離的TSN混合調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，所述隊(duì)列整形模塊包括：TS流隊(duì)列整形模塊和BE流隊(duì)列整形模塊，其中，
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的支持流
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支持流分離的TSN混合調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，所述TSN混合調(diào)度系統(tǒng)還包括寄存器管理模塊，所述寄存器管理模塊與所述CPU處理模塊連接，用于實(shí)現(xiàn)所述TSN混合調(diào)度系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)與軟件平臺的交互。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的支持流分離的TSN混合調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，所述TSN混合調(diào)度系統(tǒng)還包括配置總線模塊，所述配置總線模塊與所述寄存器管理模塊連接，用于實(shí)現(xiàn)所述TSN混合調(diào)度系統(tǒng)與外界的數(shù)據(jù)交互。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種支持流分離的tsn混合調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支持流分離的tsn混合調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，所述流分類包頭解析模塊，還用于當(dāng)所述數(shù)據(jù)幀為時(shí)間同步幀時(shí)，將所述數(shù)據(jù)幀傳輸至?xí)r間同步模塊；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支持流分離的tsn混合調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，所述幀信息包括所述數(shù)據(jù)幀的幀長度信息以及幀優(yōu)先級。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支持流分離的tsn混合調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，所述流量分類的類別包括ts流和be流，其中，所述be流包括：普通be流、高優(yōu)先級be流、帶寬保證流、視頻流和音頻流。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的支持流分離的tsn混合調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，所述ts流的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)先級高于所述be流的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)先級；所述普通be流、所述高優(yōu)先級be流、所述帶寬保證流、所述視頻流和所述音頻...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬佩軍，余鉞，史江義，潘偉濤，房鴻旭，許禮明，郝躍，
申請(專利權(quán))人：西安電子科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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