一种以太网数据帧实时解析方法及装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种以太网数据帧实时解析方法及装置，该方法为：根据数据帧前导码和起始定界符识别是否是一个新的数据帧，若是，根据数据帧目的MAC地址/源MAC地址判断是否为普通数据帧、AFDX帧及时间触发以太网帧，根据帧类型字段数据，判断是否是PCF帧。该装置包括依次连接的数据总线、参数配置寄存器、数据帧识别模块、记录存储模块及数据缓存器。本发明的方法及装置能够实时地解析多种以太网数据帧结构，包括时间触发以太网数据帧、AFDX数据帧、普通以太网数据帧，并且可以灵活的配置解析参数，以适应不同网络设备生产厂家的设备。
【专利说明】
一种以太网数据帧实时解析方法及装置
技术领域
[0001]本发明属于计算机网络通信领域，具体涉及一种以太网数据帧实时解析方法及装置。
【背景技术】
[0002]时间触发以太网是国际上最新的一项基于以太网的新型总线技术，它具备最尚等级的安全性、可靠性及确定性网络。该总线技术兼容了时间触发协议和以太网技术的优势，能够在同一个网络平台上兼容普通网络数据流、AFDX(航空电子全双工交换式以太网)数据流和时间触发以太网网络数据流，具备更高的安全性和强有力的容错机制。然而在对时间触发以太网进行测试的过程中，需要将网络中运行的各种类型的数据帧中的时间触发以太网数据帧区别出来，并实时地确定该帧的发出时间和到达时间。由于时间触发以太网的新颖性，现有的解析和识别网络数据帧的软件和硬件都不能识别该种网络数据帧，而且也不能实现实时地解析。
【发明内容】
[0003]本发明提供了一种以太网数据帧实时解析方法及装置，以解决现有的解析和识别网络数据帧的软硬件装置不能实时地解析多种以太网数据帧结构的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本发明的以太网数据帧实时解析方法包括:
[0005]I)逻辑电路根据数据帧前导码和起始定界符识别是否是一个新的数据帧；
[0006]2)若是新的数据帧，获取数据帧目的MAC地址段的前4个字节，根据前4个字节判断是否为普通以太网数据帧，若是，将完整的目的MAC地址/源MAC地址与预先写入配置寄存器中的目的MAC地址/源MAC地址进行比较，若完全一致，则是需要的普通以太网数据帧；
[0007]3)若不是普通以太网数据帧，获取帧类型字段数据，判断是否是PCF帧(协议控制帧)，若不是，获取数据帧目的MAC地址段的后两个字节，与预先写入配置寄存器中的AFDX帧的VLID号/时间触发以太网帧的VLID(虚拟链路ID)号比较，若一致，则是AFDX帧/时间触发以太网帧。
[0008]对解析出各个数据帧类型，输出相应的指示信号。
[0009]给指示信号打上当前的时间标签，并将指示信号及对应的时间标签数据存入数据缓冲器。
[0010]本发明的以太网数据帧实时解析装置包括依次连接的数据总线、参数配置寄存器、数据帧识别模块、记录存储模块及数据缓存器，所述数据总线将配置参数写入参数配置寄存器中，数据帧识别模块根据配置参数判断数据帧类型，记录存储模块根据解析出各个数据帧类型，输出相应的指示信号，并将指示信号及对应的时间标签数据存入数据缓冲器。[0011 ]所述数据总线为AHB总线。
[0012]该装置还包括用于读取数据缓冲器中的时间标签数据的AHB总线。
[0013]所述以太网数据帧包括普通以太网数据帧、AFDX帧及时间触发以太网帧。
[0014]本发明的方法及装置能够实时地解析多种以太网数据帧结构，包括时间触发以太网数据帧、Arox数据帧、普通以太网数据帧，并且可以灵活的配置解析参数，以适应不同网络设备生产厂家的设备。
【附图说明】
[0015]图1为本实施例以太网数据帧解析流程图；
[0016]图2本实施例以太网数据帧解析逻辑结构框图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图，对本发明的技术方案作进一步详细说明。
[0018]以太网数据帧实时解析方法实施例
[0019]如图1所示，本实施例中的以太网数据帧实时解析方法包括如下步骤:
[0020]I)逻辑电路根据数据帧前导码和起始定界符识别是否是一个新的数据帧；
[0021]2)若是新的数据帧，获取数据帧目的MAC地址段的前4个字节，根据前4个字节判断是否为普通以太网数据帧，若是，将完整的目的MAC地址/源MAC地址与预先写入配置寄存器中的目的MAC地址/源MAC地址进行比较，若完全一致，则是需要的普通以太网数据帧；
[0022]3)若不是普通以太网数据帧，获取帧类型字段数据，判断是否是PCF(协议控制)帧，若不是，获取数据帧目的MAC地址段的后两个字节，与预先写入配置寄存器中的AFDX帧的VLID号/时间触发以太网帧的VLID(虚拟链路ID)号比较，若一致，则是AFDX帧/时间触发以太网帧。
[0023]具体来说，随着网络数据帧数据的流入，逻辑电路通过前导码和帧起始定界符识别出一个新的数据帧开始了。并在目的MAC地址阶段，获取前4字节的目的MAC地址，进行判断，如果该4字节不等于OxabacLbabe，则该帧为普通以太网数据帧。再进行完整的目的MAC地址或源MAC地址的比较判断，如果与配置寄存器中写入的特征MAC地址相等，则是需要的普通以太网数据帧。如果目的MAC地址的前4字节等于Oxabad_babe，则可能为AFDX数据帧或者时间触发以太网帧，需要进一步判断。如果后续在帧类型字段接收到的数据是0X891d，则确定是时间触发以太网帧中的一个特殊类型一一PCF(协议控制)帧。如果该字段不是0X891d，则再比较目的MAC地址的后2字节，是否等于配置寄存器中写入的AFDX帧的VLID(虚拟链路)号，或者时间触发以太网帧的VLID号，如果等于AFDX帧的VLID号，为AFDX帧；如果等于时间触发以太网帧的VLID号，为时间触发以太网帧。
[0024]进一步，解析出数据帧的类别后，输出相应的指示信号。同时本地的时钟计数器会给该指示信号打上当时的时间标签，并把该指示信号和对应的时间标签数据存入一个数据缓冲器(同步FIFO)中。
[0025]以太网数据帧实时解析装置实施例
[0026]本实施例的以太网数据帧实时解析装置包括依次连接的AHB总线、参数配置寄存器、数据帧识别模块、记录存储模块及数据缓存器，所述AHB总线将配置参数写入参数配置寄存器中，数据帧识别模块根据配置参数判断数据帧类型，记录存储模块根据解析出各个数据帧类型，输出相应的指示信号，并将指示信号及对应的时间标签数据存入数据缓冲器。
[0027]具体的逻辑电路系统框图如图2所示，该图显示了该系统解析各类型以太网数据帧以及记录并输出该帧发生的时刻点的各个功能模块和数据流向。通过AHB总线将配置参数写入到配置寄存器中后，启动电路的解析功能。当网络数据帧的数据流入后通过上述方法的流程后，实时地解析出数据帧的类别，并输出相应的指示信号。同时本地的时钟计数器会给该指示信号打上当时的时间标签，并把该指示信号和对应的时间标签数据存入一个数据缓冲器(同步FIFO)中。软件可以通过AHB总线将数据缓冲器中的时间标签数据读出来，以此来分析时间触发的以太网数据帧的发生的时刻点。
[0028]本实施例中的数据总线优选为AHB总线，作为其他实施方式，数据总线还可选取现有技术中其他总线，如AXI总线、Avalon总线等，这里不再详细阐述。
【主权项】
1.一种以太网数据帧实时解析方法，其特征在于，包括如下步骤: 1)逻辑电路根据数据帧前导码和起始定界符识别是否是一个新的数据帧； 2)若是新的数据帧，获取数据帧目的MAC地址段的前4个字节，根据前4个字节判断是否为普通以太网数据帧，若是，将完整的目的MAC地址/源MAC地址与预先写入配置寄存器中的目的MAC地址/源MAC地址进行比较，若完全一致，则是需要的普通以太网数据帧； 3)若不是普通以太网数据帧，获取帧类型字段数据，判断是否是PCF帧，若不是，获取数据帧目的MAC地址段的后两个字节，与预先写入配置寄存器中的AFDX帧的VLID号/时间触发以太网帧的VLID号比较，若一致，则是AFDX帧/时间触发以太网帧。2.根据权利要求1所述以太网数据帧实时解析方法，其特征在于，对解析出各个数据帧类型，输出相应的指示信号。3.根据权利要求2所述以太网数据帧实时解析方法，其特征在于，给指示信号打上当前的时间标签，并将指示信号及对应的时间标签数据存入数据缓冲器。4.一种以太网数据帧实时解析装置，其特征在于，该装置包括依次连接的数据总线、参数配置寄存器、数据帧识别模块、记录存储模块及数据缓存器，所述数据总线将配置参数写入参数配置寄存器中，数据帧识别模块根据配置参数判断数据帧类型，记录存储模块根据解析出各个数据帧类型，输出相应的指示信号，并将指示信号及对应的时间标签数据存入数据缓冲器。5.根据权利要求4所述以太网数据帧实时解析装置，其特征在于，该装置还包括用于读取数据缓冲器中的时间标签数据的总线。6.根据权利要求5所述以太网数据帧实时解析装置，其特征在于，所述数据总线为AHB总线。7.根据权利要求4-6任一所述以太网数据帧实时解析装置，其特征在于，所述以太网数据帧包括普通以太网数据帧、AFDX帧及时间触发以太网帧。
【文档编号】H04L29/08GK105915518SQ201610238880
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月15日
【发明人】李明锁, 卢建政, 郭清源, 吴奇峰, 孟冬冬, 申伟强
【申请人】中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所