介质访问控制实现方法
【专利摘要】本发明提供了一种介质访问控制实现方法。涉及通信领域；解决了现有以太网MAC实现方式无法满足ARINC664数据链路层数据传输需求的问题。该方法包括：在本次端节点向其MAC层通信通道对端的端节点发送完一帧数据后，根据预置的该MAC层通信通道两端的端节点之间发送数据帧的帧间隔，确定下一帧数据的发送时间；在所述下一帧数据的发送时间，所述端节点向所述对端的端节点发送下一帧数据。本发明提供的技术方案适用于AFDX，实现了对MAC层数据发送的控制。
【专利说明】介质访问控制实现方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信领域，尤其涉及一种介质访问控制(MAC)实现方法。
【背景技术】
[0002]AFDX(Avionics Full Duplex Switched Ethernet,航电全双工实时以太网)是空中客车公司根据ARINC664规范,针对确定的飞行器数据网络(Aircraft Data Networks)而实现的技术。目前已被广泛用于互连航空飞行器中的电子系统，如发动机、飞行控制部件、巡航系统等。迄今为止，AFDX已使用在A380，A400M和波音B787项目中。虽然ARINC664的数据链路层与以太网有一定的相似性，但是对于数据帧的处理方式还是有很大的不同，所以不能用现有的以太网MAC实现。
【发明内容】
[0003]本发明提供了一种MAC实现方法，解决了现有以太网MAC实现方式无法满足ARINC664数据链路层数据传输需求的问题。
[0004]一种MAC实现方法，包括:
[0005]在本次端节点向其MAC层通信通道对端的端节点发送完一帧数据后，根据预置的该MAC层通信通道两端的端节点之间发送数据帧的帧间隔，确定下一帧数据的发送时间；
[0006]在所述下一帧数据的发送时间，所述端节点向所述对端的端节点发送下一帧数据。
[0007]优选的，所述在本次端节点向其MAC层通信通道对端的端节点发送完一帧数据后，根据预置的该MAC层通信通道两端的端节点之间发送数据帧的帧间隔，确定下一帧数据的发送时间的步骤之前，还包括:
[0008]上位机建立一 MAC层通信通道，所述MAC层通信通道两端各有一端节点；
[0009]为所述MAC层通信通道配置一发送数据帧的帧间隔。
[0010]优选的，所述根据预置的该对端节点之间发送数据帧的帧间隔，确定下一帧数据的发送时间包括:
[0011]记录本次发送数据帧的时间；
[0012]在所述本次发送数据帧的时间基础上后推所述发送数据帧的帧间隔得到的时间点即为下一帧数据的发送时间。
[0013]本发明还提供了一种介质访问控制实现方法，包括:
[0014]在起始时刻，分别确定多个MAC层通信通道中各个MAC层通信通道下一帧数据的发送时间；
[0015]根据所述多个MAC层通信通道下一帧数据的发送时间进行排序，确定需要最先发送的一帧数据及该帧数据的发送时间；
[0016]在所述最先发送的一帧数据的发送时间，发送该帧数据。
[0017]优选的，所述多个MAC层通信通道具体为两个或两个以上MAC层通信通道。[0018]优选的，在起始时刻，分别确定多个MAC层通信通道中各个MAC层通信通道下一帧数据的发送时间的步骤之前，还包括:
[0019]上位机为其建立的多个MAC层通信通道分别配置发送数据帧的帧间隔。
[0020]优选的，不同MAC层通信通道对应的发送数据帧的帧间隔不同。
[0021]优选的，所述分别确定多个MAC层通信通道中各个MAC层通信通道下一帧数据的发送时间具体为:
[0022]在所述起始时刻的基础上向后推一 MAC层通信通道发送数据帧的帧间隔，即得到该MAC层通信通道的下一帧数据的发送时间。
[0023]优选的，在所述最先发送的一帧数据的发送时间，发送该帧数据的步骤之后，还包括:
[0024]在完成上一帧数据的发送之后，以发送上一帧数据的时间为起始时刻，重新计算所述多个MAC层通信通道中各个MAC层通信通道的下一帧数据的发送时间；
[0025]根据所述多个MAC层通信通道下一帧数据的发送时间进行排序，确定需要最先发送的一帧数据及该帧数据的发送时间；
[0026]在所述最先发送的一帧数据的发送时间，发送该帧数据。
[0027]本发明提供了一种MAC实现方法，在本次端节点向其MAC层通信通道对端的端节点发送完一帧数据后，根据预置的该MAC层通信通道两端的端节点之间发送数据帧的帧间隔，确定下一帧数据的发送时间；在所述下一帧数据的发送时间，所述端节点向所述对端的端节点发送下一帧数据。在需要管理多个MAC层通信通道的数据帧发送时，在起始时刻，分别确定多个MAC层通信通道中各个MAC层通信通道下一帧数据的发送时间；根据所述多个MAC层通信通道下一帧数据的发送时间进行排序，确定需要最先发送的一帧数据及该帧数据的发送时间；在所述最先发送的一帧数据的发送时间，发送该帧数据。通过预先设置的帧间隔控制数据的发送，解决了现有以太网MAC实现方式无法满足ARINC664数据链路层数据传输需求的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1为本发明的实施例一提供的一种MAC实现方法的流程图；
[0029]图2为本发明的实施例二提供的一种MAC实现方法的流程图；
[0030]图3为本发明的实施例中所涉及的本地环境单一端节点与外部节点通信时的原理示意图；
[0031]图4为本发明的实施例中所涉及的本地环境多个端节点与外部节点通信时的原理示意图；
[0032]图5为本发明的实施例二中多MAC层通信通道发送数据帧的帧间隔示意图；
[0033]图6为本发明的实施例三提供的一种节点设备的结构示意图；
[0034]图7为本发明的实施例三提供的又一种节点设备的结构示意图。
【具体实施方式】
[0035]为了解决现有以太网MAC实现方式无法满足ARINC664数据链路层数据传输需求的问题，本发明的实施例提供了一种MAC实现方法。下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
[0036]首先结合附图，对本发明的实施例一进行说明。
[0037]本发明实施例提供了一种介质访问控制实现方法，通过该方法完成ARINC664网络协议的数据链路层MAC的过程如图1所示，包括:
[0038]步骤101、上位机建立一 MAC层通信通道，为所述MAC层通信通道配置一发送数据帧的帧间隔；
[0039]本发明实施例中，所述MAC层通信通道两端各有一端节点，在端节点之间进行数据传输。
[0040]步骤102、在本次端节点向其MAC层通信通道对端的端节点发送完一帧数据后，根据预置的该MAC层通信通道两端的端节点之间发送数据帧的帧间隔，确定下一帧数据的发送时间；
[0041]在ARINC664网络协议中，端节点通信的数据帧之间的时延是确定的。也即假设它的某一帧数据在TO时刻发送，要求它的帧间隔为At，那么发送完这帧数据之后如果还有数据发送，那么下一帧数据必须在TO+At时刻发送。也即系统不会接收到上层协议发送的数据帧后，直接将数据帧发送，而是等待确定的时刻将数据帧发送。
[0042]步骤103、在所述下一帧数据的发送时间，所述端节点向所述对端的端节点发送下一帧数据。
[0043]下面结合附图，对本发明的实施例二进行说明。
[0044]本发明实施例提供了一种介质访问控制实现方法，通过该方法完成ARINC664网络协议的数据链路层MAC的过程如图2所示，包括:
[0045]步骤201、上位机为其建立的多个MAC层通信通道分别配置发送数据帧的帧间隔；
[0046]如图3和图4所示，一个本地环境可能有一个或者有多个端节点和外部节点通信(即存在多条MAC层通信通道)，但是完成通信工作是通过一个MAC进行的。
[0047]图5中，端点A向端点B发送数据帧，端点C向端点D发送数据帧以及端点E向端点F发送数据帧时，每组之间的发送帧间隔都是不相等的，而同组之间的发送间隔是相等的。
[0048]步骤202、根据所述多个MAC层通信通道下一帧数据的发送时间进行排序，确定需要最先发送的一帧数据及该帧数据的发送时间；
[0049]假设在TO时刻，上位机建立三个MAC层通信通道进行通信，端点A向端点B的第二帧数据需要在TO+ Δ t时刻发送，端点C向端点D发送的第二个数据帧需要在TO+ Λ tl时刻发送，端点E向端点F发送的第二个数据帧需要在TO+ Δ t2时刻发送，这样就实现了在特定的时间去发送一个特定MAC层通信通道的数据帧。
[0050]MAC的数据过程处理如下，以图5中的Tl时刻为例，MAC会根据用户所设置的发送时间，在Tl时刻对所有需要发送的包MAC层通信通道的下一次发送时间进行排序，找出下一时刻需要发送数据的MAC层通信通道。从图5可知，从Tl时刻开始下一次需要发送的数据帧是A->B的帧f2，需要在TO+ Δ t处发送。
[0051]步骤203、在所述最先发送的一帧数据的发送时间，发送该帧数据；
[0052]经过排序后，MAC就会将数据帧准备好等待TO+ Δ t时刻到来后将数据帧发送。当数据帧被发送后，MAC会重新查询该MAC层通信通道是否还有所需要发送的数据帧，查询后发现A->BMAC层通信通道还有所需发送的数据帧f3，那么就将f3加入排序队列，加入后再排出需要最先发送的数据帧，并等待该包的发送时间到来，等时间到来以后就将该特定的包发送。从图5可知下一个数据帧要发送的时刻为TO+Atl+Atl时刻将C->DMAC层通信通道的f3数据帧发送。
[0053]等到将MAC层通信通道C_>D的数据帧f3发送后，系统又会将C_>D所需发送的下一个数据帧加入队列进行排序，以便进行下一轮的发送过程。即在完成上一帧数据的发送之后，以发送上一帧数据的时间为起始时刻，重新计算所述多个MAC层通信通道中各个MAC层通信通道的下一帧数据的发送时间，根据所述多个MAC层通信通道下一帧数据的发送时间进行排序，确定需要最先发送的一帧数据及该帧数据的发送时间，在所述最先发送的一帧数据的发送时间，发送该帧数据。重复进行步骤202至步骤203，不断发送数据帧。
[0054]下面结合附图，对本发明的实施例三进行说明。
[0055]本发明实施例提供了一种节点设备，其结构如图6所示，包括:
[0056]处理器601，用于在本次向通道对端的节点设备发送完一帧数据后，根据预置的该通道两端的端节点之间发送数据帧的帧间隔，确定下一帧数据的发送时间；
[0057]通信模块602，具有一 MAC层通信通道，用于在所述下一帧数据的发送时间，通过所述MAC层通信通道向所述对端的节点设备发送下一帧数据。
[0058]优选的，所述通信模块602与上位机603相连，将接受自上位机603的配置信息转发给处理器601，所述配置信息具体为所述上位机603建立一通道，所述通道两端各有一节点设备，为所述通道配置一发送数据帧的帧间隔。
[0059]本发明实施例还提供了一种节点设备，其结构如图7所示，包括处理器701和通信模块702，所述通信模块702具有多个MAC层通信通道；
[0060]所述处理器701在起始时刻分别确定所述多个MAC层通信通道中各个通道下一帧数据的发送时间，并根据所述多个MAC层通信通道下一帧数据的发送时间进行排序，确定需要最先发送的一帧数据及该帧数据的发送时间，将所述需要最先发送的一帧数据及该帧数据的发送时间配置给所述通信模块702 ；
[0061]所述通信模块702依据所述处理器701的配置，在所述最先发送的一帧数据的发送时间，发送该帧数据。
[0062]优选的，所述通信模块702具有两个或两个以上MAC层通信通道。
[0063]优选的，所述通信模块702还连接有上位机703，所述通信模块702将自所述上位机703接收到的配置信息转发给所述处理器701，所述配置信息具体为多个MAC层通信通道分别配置发送数据帧的帧间隔。
[0064]优选的，不同MAC层通信通道对应的发送数据帧的帧间隔不同。
[0065]优选的，所述处理器701在所述通信模块702完成上一帧数据的发送之后，以发送上一帧数据的时间为起始时刻，重新计算所述多个MAC层通信通道中各个通道的下一帧数据的发送时间，并根据所述多个MAC层通信通道下一帧数据的发送时间进行排序，确定需要最先发送的一帧数据及该帧数据的发送时间，将需要最先发送的一帧数据及该帧数据的发送时间配置给所述通信模块702。
[0066]本发明的实施例一、二中所涉及的端节点可由本发明实施例三中的节点设备来充当，完成相应功能。
[0067]本发明的实施例提供了一种MAC实现方法和节点设备，在本次端节点向其MAC层通信通道对端的端节点发送完一帧数据后，根据预置的该MAC层通信通道两端的端节点之间发送数据帧的帧间隔，确定下一帧数据的发送时间；在所述下一帧数据的发送时间，所述端节点向所述对端的端节点发送下一帧数据。在需要管理多个MAC层通信通道的数据帧发送时，在起始时刻，分别确定多个MAC层通信通道中各个MAC层通信通道下一帧数据的发送时间；根据所述多个MAC层通信通道下一帧数据的发送时间进行排序，确定需要最先发送的一帧数据及该帧数据的发送时间；在所述最先发送的一帧数据的发送时间，发送该帧数据。通过预先设置的帧间隔控制数据的发送，解决了现有以太网MAC实现方式无法满足ARINC664数据链路层数据传输需求的问题。
[0068]本领域普通技术人员可以理解上述实施例的全部或部分步骤可以使用计算机程序流程来实现，所述计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中，所述计算机程序在相应的硬件平台上(如系统、设备、装置、器件等)执行，在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
[0069]可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用集成电路来实现，这些步骤可以被分别制作成一个个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
[0070]上述实施例中的各装置/功能模块/功能单元可以采用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，也可以分布在多个计算装置所组成的网络上。
[0071]上述实施例中的各装置/功能模块/功能单元以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述提到的计算机可读取存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
[0072]任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种介质访问控制实现方法，其特征在于，包括: 在本次端节点向其MAC层通信通道对端的端节点发送完一帧数据后，根据预置的该MAC层通信通道两端的端节点之间发送数据帧的帧间隔，确定下一帧数据的发送时间； 在所述下一帧数据的发送时间，所述端节点向所述对端的端节点发送下一帧数据。
2.根据权利要求1所述的介质访问控制实现方法，其特征在于，所述在本次端节点向其MAC层通信通道对端的端节点发送完一帧数据后，根据预置的该MAC层通信通道两端的端节点之间发送数据帧的帧间隔，确定下一帧数据的发送时间的步骤之前，还包括: 上位机建立一 MAC层通信通道，所述MAC层通信通道两端各有一端节点； 为所述MAC层通信通道配置一发送数据帧的帧间隔。
3.根据权利要求1所述的介质访问控制实现方法，其特征在于，所述根据预置的该对端节点之间发送数据帧的帧间隔，确定下一帧数据的发送时间包括: 记录本次发送数据帧的时间； 在所述本次发送数据帧的时间基础上后推所述发送数据帧的帧间隔得到的时间点即为下一帧数据的发送时间。
4.一种介质访问控制实现方法，其特征在于，包括: 在起始时刻，分别确定多个MAC层通信通道中各个MAC层通信通道下一帧数据的发送时间； 根据所述多个MAC层通信通道下一帧数据的发送时间进行排序，确定需要最先发送的一帧数据及该帧数据的发送时间； 在所述最先发送的一帧数据的发送时间，发送该帧数据。
5.根据要求4所述的介质访问控制实现方法，其特征在于，所述多个MAC层通信通道具体为两个或两个以上MAC层通信通道。
6.根据权利要求4所述的介质访问控制实现方法，其特征在于，在起始时刻，分别确定多个MAC层通信通道中各个MAC层通信通道下一帧数据的发送时间的步骤之前，还包括: 上位机为其建立的多个MAC层通信通道分别配置发送数据帧的帧间隔。
7.根据权利要求6所述的介质访问控制实现方法，其特征在于，不同MAC层通信通道对应的发送数据帧的帧间隔不同。
8.根据权利要求6所述的介质访问控制实现方法，其特征在于，所述分别确定多个MAC层通信通道中各个MAC层通信通道下一帧数据的发送时间具体为: 在所述起始时刻的基础上向后推一 MAC层通信通道发送数据帧的帧间隔，即得到该MAC层通信通道的下一帧数据的发送时间。
9.根据权利要求4所述的介质访问控制实现方法，其特征在于，在所述最先发送的一帧数据的发送时间，发送该帧数据的步骤之后，还包括: 在完成上一帧数据的发送之后，以发送上一帧数据的时间为起始时刻，重新计算所述多个MAC层通信通道中各个MAC层通信通道的下一帧数据的发送时间； 根据所述多个MAC层通信通道下一帧数据的发送时间进行排序，确定需要最先发送的一帧数据及该帧数据的发送时间； 在所述最先发送的一帧数据的发送时间，发送该帧数据。
【文档编号】H04L29/08GK103685365SQ201210330740
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月7日 优先权日:2012年9月7日
【发明者】王晓炜, 盖峰, 苗佳旺, 万波, 杨辉, 杨水华 申请人:北京旋极信息技术股份有限公司