一种1553B总线网络中的基于时间片调度系统的制作方法

一种1553b总线网络中的基于时间片调度系统
技术领域
1.本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种1553b总线网络中的基于时间片调度系统。


背景技术：

2.1553b是一种时分制指令/响应式多路传输数据总线，因其高可靠性和实时性广泛应用在航空电子设备中，目前在舰船系统中也有广泛应用。总线上可以挂接一个总线控制器(bc)，若干(不超过31个)用来连接子系统和数据总线进行数据通信的远程终端(rt)，一般还可以挂接一个总线监视器(mt)，用于监听各个节点的通信状态。
3.现有技术中，1553b总线表中定义的消息只能按照消息定义的前后顺序传输，一旦消息不具备发送条件，则立即传输后续消息；一旦定义的小周期不能传输完所有具备条件的消息，则后续的消息传输周期将不准确。


技术实现要素：

4.鉴于以上技术问题，本发明提供了一种1553b总线网络中的基于时间片调度系统，使得1553b总线网络的消息传输周期确定、总线带宽利用率高。
5.本发明的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本发明的实践而习得。
6.本发明的目的是提供一种1553b总线网络中的基于时间片调度系统，所述系统包括：
7.多个时间片区，多个所述时间片区为在每一小周期中根据消息周期和延迟特性划分而成的，多个所述时间片区用于对严格定时消息和非严格定时消息进行传输，其中，多个所述时间片区包括：
8.加载时间片区，用于对所述小周期可能传输的消息进行一次筛选，并放入到动态交叉表中；
9.同步时间片区，用于传输所述系统定义的总线同步消息，并在每一所述同步消息传输完成后，查询是否存在紧急消息传输，以及在剩余的时间中，不足以完成所述同步消息传输时，则丢失所述同步消息；
10.周期时间片区前段，用于在所述系统定义了周期传输的不带刷新标志的所述严格定时消息时，传输不带刷新标志的所述严格定时消息；
11.upe时间片区前段，用于在所述系统定义了带刷新标志的所述非严格定时消息时，传输带刷新标志的所述非严格定时消息；
12.supe时间片区前段和supe时间片区后段，均用于在所述系统定义了带刷新标志的所述严格定时消息，并且所述严格定时消息的最大传输延迟为所述小周期时间的1/2时，传输所述严格定时消息；
13.周期时间片区后段，用于周期传输的不带刷新标志的所述严格定时消息在所述周
期时间片区前段没有传输完成时，继续传输没有完成的所述严格定时消息；
14.upe时间片区后段，用于在所述系统中定义了带刷新标志的所述非严格定时消息，并且所述upe时间片区前段没有完成传输所述非严格定时消息时，继续传输没有完成的所述非严格定时消息。
15.进一步的，在所述周期时间片区前段中，在周期传输的不带刷新标志的所述严格定时消息不具备发送条件时，保留不具备发送条件的所述严格定时消息与下一条所述严格定时消息之间的间隔时间，且在每条严格定时消息处理完成后，查询是否存在紧急消息传输；若在处理所述严格定时消息时，剩余的时间不足以完成当前的所述严格定时消息传输时，则将当前及剩余的所述严格定时消息在所述周期时间片区后段中处理，并利用剩余的时间进行紧急消息的查询和处理。
16.进一步的，在所述upe时间片区前段中，在带刷新标志的所述非严格定时消息不具备发送条件时，则接着组织其后续的所述非严格定时消息进行传输，后续的所述非严格定时消息的传输可以占用之前的所述非严格定时消息与下一条的所述非严格定时消息之间的间隔时间；在每一所述非严格定时消息处理完成后，查询是否存在紧急消息传输；若剩余的时间不足以完成当前的所述非严格定时消息传输时，则将当前的及剩余的所述非严格定时消息保留在upe时间片区后段处理，并利用剩余的时间进行紧急消息的查询和处理。
17.进一步的，在所述supe时间片区前段和所述supe时间片区后段中，若带刷新标志的所述严格定时消息不具备发送条件时，保留不具备发送条件的所述严格定时消息与下一条所述严格定时消息之间的间隔时间，且在每条所述严格定时消息处理完成后，查询是否存在紧急消息传输；在处理所述严格定时消息时，若剩余的时间不足以完成当前的所述严格定时消息传输时，则将当前及剩余的所述严格定时消息在所述周期时间片区后段中处理，并利用剩余的时间进行紧急消息的查询和处理。
18.进一步的，在所述周期时间片区后段中，在周期传输的不带刷新标志的所述严格定时消息不具备发送条件时，保留当前与下一条之间的所述严格定时消息的间隔时间；在每条所述严格定时消息处理完成后，查询是否存在紧急消息传输；若剩余的时间不足以完成当前的所述严格定时消息传输，向主机报告周期消息分配的时间不足，同时，利用剩余的时间进行紧急消息的查询和处理。
19.进一步的，所述upe时间片区后段还用于，在获得所述upe时间片区前段没有传输完成的所述非严格定时消息时，判断当前的所述非严格定时消息是否具备传输条件，在其不具备传输条件时，则组织后续的所述非严格定时消息进行传输，后续的所述非严格定时消息的传输可占用之前的所述非严格定时消息和下一条所述非严格定时消息之间的间隔时间；在每一所述非严格定时消息传输完成后，所述upe时间片区后段还用于对紧急消息进行查询；在所述upe时间片区后段的剩余时间不足以完成传输某一所述非严格定时消息时，将当前及剩余的所述非严格定时消息加入到重试消息链表中。
20.进一步的，所述系统还包括重试消息时间片区，所述重试消息时间片区用于在所述upe时间片区前段和所述upe时间片区后段存在剩余时间时，采用剩余时间组织相关的所述重试消息链表中的所述非严格定时消息进行传输；在剩余的时间不足以完成当前的所述非严格定时消息的传输时，保留所述重试消息链表，在后续周期中进行处理。
21.进一步的，所述系统还包括管理消息时间片区，所述管理消息时间片区用于在所
述upe时间片区前段和所述upe时间片区后段存在剩余时间时，且在所述重试消息时间片区已完成所述重试消息链表中的所述非严格定时消息的传输时，组织管理消息进行传输，所述管理消息包括：查询消息；广播rtc消息；带数据字的同步方式命令；广播bit消息。
22.进一步的，所述管理消息时间片区具体用于：检查所述管理消息的起始大周期号、大周期间隔，并根据所述起始大周期号和所述大周期间判断所述管理消息是否能进入到所述动态交叉表中；在所述管理消息传输错误时，根据其重试状态信息，确定是否在另外一个通道上重新组织传输；当所述管理消息时间片区的剩余时间不足以完成所有管理消息传输时候，丢弃未传输完成的所述管理消息；在每条所述管理消息处理完后，查询是否存在紧急消息传输，如果剩余的时间不足以完成当前的所述管理消息传输，则丢弃余下的所述管理消息，并且要利用剩余的时间进行紧急消息的查询和处理。
23.本发明的技术方案具有以下有益效果：
24.本发明基于时间片的调度，在不同的时间片区调度具有不同周期特性和延迟特性的消息，对严格定时的消息，消息即使不具备发送条件，消息与下一条消息的间隔时间也需要保留，这样，传输的消息的周期都是确定的，不会发生消息传输周期不准确或消息传输不完造成后续所有的消息传输时间不准的情况。
附图说明
25.图1为本说明书实施例的系统的基于时间片调度系统。
具体实施方式
26.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的系统、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。
27.在阅读以下实施例时，请一并参评对1553b的介绍：在1553b数据总线上，消息是按时间逐次进行传输的，总线上bc与rt间有10种可能的通信模式。大多消息的处理按固定的顺序、周期和相位出现。这类消息称为周期消息，其传输过程叫同步通讯。对这类消息可以按静态的时间表进行，周期时间最小的消息排在一个小帧中(小周期)，周期时间按小周期2的幂次的调和构成一个主帧(大周期)，每个大周期由若干个小周期组成，其余各周期同样按照的幂次的调和排入消息表。
28.如图1所示，本说明书实施例提供一种1553b总线网络中的基于时间片调度系统，系统100包括：
29.多个时间片区，多个所述时间片区为在每一小周期中根据消息周期和延迟特性划分而成的，多个所述时间片区用于对严格定时消息和非严格定时消息进行传输。
30.其中，多个所述时间片区包括：加载时间片区101，用于对所述小周期可能传输的
消息进行一次筛选，并放入到动态交叉表中。其中，利用加载时间片区101可以将当前子系统100模式下、当前小周期可能传输的所有消息进行一次筛选，放入到动态交叉表中。该加载时间片区101的时间一般不要超过片区时间的1％，由于这是一种以时间换空间的机制，如果空间足够，可以考虑将所有小周期和所有子系统100模式下，需要传输的消息存储在内存中，在应用的时候，便直接从该内存中获悉，可节省查找消息的时间。
31.如果动态交叉表形成之后，还有剩余的时间，则该剩余的时间需要保留下来。该段时间内不进行紧急消息的查询，因为加载时间片区101本身预留的时间就不充裕，剩余的时间一般不会超过50us，而剩余的这段时间，是不足以完成一条紧急消息传输的。
32.同步时间片区102，用于传输所述系统100定义的总线同步消息，并在每一所述同步消息传输完成后，查询是否存在紧急消息传输，以及在剩余的时间中，不足以完成所述同步消息传输时，则丢失所述同步消息，但要利用剩余的时间进行紧急消息的查询和处理。
33.周期时间片区前段103，用于在所述系统100定义了周期传输的不带刷新标志的所述严格定时消息时，传输不带刷新标志的所述严格定时消息；
34.upe时间片区前段104，用于在所述系统100定义了带刷新标志的所述非严格定时消息时，传输带刷新标志的所述非严格定时消息；
35.supe时间片区前段105和supe时间片区后段106，均用于在所述系统100定义了带刷新标志的所述严格定时消息，并且所述严格定时消息的最大传输延迟为所述小周期时间的1/2时，传输所述严格定时消息；
36.周期时间片区后段107，用于周期传输的不带刷新标志的所述严格定时消息在所述周期时间片区前段103没有传输完成时，继续传输没有完成的所述严格定时消息；
37.upe时间片区后段108，用于在所述系统100中定义了带刷新标志的所述非严格定时消息，并且所述upe时间片区前段104没有完成传输所述非严格定时消息时，继续传输没有完成的所述非严格定时消息。
38.在一实施方式中，在所述周期时间片区前段103中，在周期传输的不带刷新标志的所述严格定时消息不具备发送条件时，保留不具备发送条件的所述严格定时消息与下一条所述严格定时消息之间的间隔时间，且在每条严格定时消息处理完成后，查询是否存在紧急消息传输；若在处理所述严格定时消息时，剩余的时间不足以完成当前的所述严格定时消息传输时，则将当前及剩余的所述严格定时消息在所述周期时间片区后段107中处理，并利用剩余的时间进行紧急消息的查询和处理。具体的，在周期时间片区前段103中，周期传输的不带刷新标志的所述严格定时消息的不发送条件指的是：严格定时消息对应的rt处于非活动状态。
39.在一实施方式中，在所述upe时间片区前段104中，在带刷新标志的所述非严格定时消息不具备发送条件时，则接着组织其后续的所述非严格定时消息进行传输，后续的所述非严格定时消息的传输可以占用之前的所述非严格定时消息与下一条的所述非严格定时消息之间的间隔时间；在每一所述非严格定时消息处理完成后，查询是否存在紧急消息传输；若剩余的时间不足以完成当前的所述非严格定时消息传输时，则将当前的及剩余的所述非严格定时消息保留在upe时间片区后段108处理，并利用剩余的时间进行紧急消息的查询和处理。具体的，upe时间片区前段104中的带刷新标志的非严格定时消息的发送条件可以包括：非严格定时消息对应的rt处于活动状态、关联标志置位、消息刷新标志置位、消
息对应的矢量字位置位。
40.在一实施方式中，在所述supe时间片区前段105和所述supe时间片区后段106中，若带刷新标志的所述严格定时消息不具备发送条件时，保留不具备发送条件的所述严格定时消息与下一条所述严格定时消息之间的间隔时间，且在每条所述严格定时消息处理完成后，查询是否存在紧急消息传输；在处理所述严格定时消息时，若剩余的时间不足以完成当前的所述严格定时消息传输时，则将当前及剩余的所述严格定时消息在所述周期时间片区后段107中处理，并利用剩余的时间进行紧急消息的查询和处理。具体的，在supe时间片区前段105和supe时间片区后段106中，带刷新标志的严格定时消息的发送条件可以包括：严格定时消息对应的rt处于活动状态、关联标志置位、消息刷新标志置位、消息对应的矢量字位置位。
41.在一实施方式中，在所述周期时间片区后段107中，在周期传输的不带刷新标志的所述严格定时消息不具备发送条件时，保留当前与下一条之间的所述严格定时消息的间隔时间；在每条所述严格定时消息处理完成后，查询是否存在紧急消息传输；若剩余的时间不足以完成当前的所述严格定时消息传输，向主机报告周期消息分配的时间不足，同时，利用剩余的时间进行紧急消息的查询和处理。其中，周期传输的不带刷新标志的所述严格定时消息的不发送条件指的是：严格定时消息对应的rt处于非活动状态
42.在一实施方式中，所述upe时间片区后段108还用于，在获得所述upe时间片区前段104没有传输完成的所述非严格定时消息时，判断当前的所述非严格定时消息是否具备传输条件，在其不具备传输条件时，则组织后续的所述非严格定时消息进行传输，后续的所述非严格定时消息的传输可占用之前的所述非严格定时消息和下一条所述非严格定时消息之间的间隔时间；在每一所述非严格定时消息传输完成后，所述upe时间片区后段108还用于对紧急消息进行查询；在所述upe时间片区后段108的剩余时间不足以完成传输某一所述非严格定时消息时，将当前及剩余的所述非严格定时消息加入到重试消息链表中。其中，upe时间片区后段108中非严格定时消息的发送条件是：消息对应的rt处于活动状态、关联标志置位、消息刷新标志置位、消息对应的矢量字位置位。
43.作为补充的，所述系统100还包括重试消息时间片区109，所述重试消息时间片区109用于在所述upe时间片区前段104和所述upe时间片区后段108存在剩余时间时，采用剩余时间组织相关的所述重试消息链表中的所述非严格定时消息进行传输；在剩余的时间不足以完成当前的所述非严格定时消息的传输时，保留所述重试消息链表，在后续周期中进行处理。
44.其中，重试消息时间片区109实际上并非对应着真实的片区时间，而是作为upe时间片区中可能剩余的时间的一部分。如果upe时间片区剩余有时间，剩余的时间有限保留给重试消息时间片区109，组织相关的重试消息传输。重试消息时间片区109剩余的时间不进行紧急消息查询，保留给以下的管理消息片区。
45.作为补充的，所述系统100还包括管理消息时间片区110，所述管理消息时间片区110用于在所述upe时间片区前段104和所述upe时间片区后段108存在剩余时间时，且在所述重试消息时间片区109已完成所述重试消息链表中的所述非严格定时消息的传输时，组织管理消息进行传输，所述管理消息包括：查询消息；广播rtc消息；带数据字的同步方式命令；广播bit消息。
46.其中，从时间上，管理消息片区在重试消息时间片区109之后，该片区实际上并非对应着真实的片区时间，而是作为upe时间片区时间可能的一部分。
47.作为补充的，所述管理消息时间片区110具体用于：检查所述管理消息的起始大周期号、大周期间隔，并根据所述起始大周期号和所述大周期间判断所述管理消息是否能进入到所述动态交叉表中；在所述管理消息传输错误时，根据其重试状态信息，确定是否在另外一个通道上重新组织传输；当所述管理消息时间片区110的剩余时间不足以完成所有管理消息传输时候，丢弃未传输完成的所述管理消息；在每条所述管理消息处理完后，查询是否存在紧急消息传输，如果剩余的时间不足以完成当前的所述管理消息传输，则丢弃余下的所述管理消息，并且要利用剩余的时间进行紧急消息的查询和处理。
48.通过以上的各个实施例得知，本发明的技术方案具有以下有益效果：
49.本发明基于时间片的调度，在不同的时间片区调度具有不同周期特性和延迟特性的消息，对严格定时的消息，消息即使不具备发送条件，消息与下一条消息的间隔时间也需要保留，这样，传输的消息的周期都是确定的，不会发生消息传输周期不准确或消息传输不完造成后续所有的消息传输时间不准的情况。
50.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。