本发明涉及以太网通信技术领域,具体涉及一种基于1553b协议的以太网通信方法。
背景技术:
近年来航空航天器的更新升级,传统1553b总线的1mb/s的速率已经远远不能满足视频、语音等大数量的、高速的传输需求,逐渐成为了航空航天总线系统发展的瓶颈。在航空航天,尤其是军用领域中,大量终端采用1553b协议,新的总线系统必须要兼容传统的1553b设备,实现总线系统的平稳升级。
近年来,以太网技术得到了飞速的发展。以太网是一种标准的开放式网络;数据传输速率高,支持10mbps,100mbps,1gbps和10gbps;支持多种物理介质和灵活的拓扑结构;成本和费用低廉。上述优点使得以太网得到了极为广泛的应用,已经成为商用通信主流的技术。
以太网各个终端设备之间完全自治,收发包没有统一的管理和控制,在占用以太网总线上产生冲突,竞争总线带宽,带来不确定性。以太网在应用到航空航天领域总线系统中遇到了很大的阻力。
技术实现要素:
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是:如何设计一种基于1553b协议的以太网通信方法,以实现具有类似1553b总线实时性、确定性和以太网总线高速低成本的通信。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种基于1553b协议的以太网通信方法,该通信方法利用1553oe以太网实现,所述1553oe以太网简称为1553oe;
所述1553oe定义为:符合osi七层网络模型,仅在osi七层网络模型的数据链路层中,增加1553oe控制子层,用于实现基于1553b协议的通信;
所述1553oe的帧结构包括目的地址、源地址、类型/长度、1553oe帧头、上层协议数据和fcs校验;1553oe的控制和状态显示由1553oe帧头决定,1553oe帧头根据定义不同,分别表示命令帧头、状态帧头和数据帧头;
1553oe命令帧用于实现1553协议的命令,可选携带数据,当1553oe命令帧的长度小于以太网最小帧长时,填充补足帧长;当1553oe命令帧的长度大于以太网最大帧长时,拆分成命令帧及,1个或多个数据帧;
1553oe状态帧用于实现1553协议的响应,可选携带数据;当1553oe状态帧的长度小于以太网最小帧长时,填充补足帧长;当1553oe状态帧的长度大于以太网最大帧长时,拆分成状态帧及,1个或多个数据帧;
1553oe数据帧不单独使用,跟随命令帧或状态帧,用于数据传输;
1553oe用于实现1553b协议的数据传输,1553oe的网络控制器nc相当于1553b总线的bc,1553oe的网络终端nt相当于1553b总线的rt,1553oe的nc用于发送命令帧和数据帧,1553oe的nt用于发送状态帧和数据帧。
优选地,所述1553oe实现1553b总线的bc到1553b总线的rt的数据传输方式为1553oe的nc发送命令帧,携带数据,可选发送数据帧;1553oe的nt进行接收处理,向1553oe的nc进行响应,发送状态帧,不携带数据;
1553oe实现1553b总线的rt到1553b总线的bc的数据传输方式为1553oe的nc发送命令帧,不携带数据,1553oe的nt进行接收处理,向1553oe的nc进行响应,发送状态帧,携带数据,可选发送数据帧;
1553oe实现1553b用于控制的各种模式码,且1553oe模式码传输时,模式码命令帧头的子地址域的值为全0或全1;1553oe实现1553b总线的bc到1553b总线的rt的模式码的传输方式为1553oe的nc发送命令帧,格式为模式码命令帧头+模式码+填充;1553oe的nt进行接收处理,向1553oe的nc进行响应,发送状态帧,格式为状态帧头+填充;
1553oe实现1553b总线的rt到1553b总线的bc的模式码传输方式为1553oe的nc发送命令帧,格式为模式码命令帧头+填充;1553oe的nt进行接收处理,向1553oe的nc进行响应,发送状态帧,格式为状态帧头+模式码+填充。
(三)有益效果
本发明公开的一种基于1553b协议的以太网通信方法1553oe,具有1553b的确定性和实时性,可以兼容传统的1553b设备;又具备以太网的高速和低成本等特点,可以提高总线数据传输速率,可以满足现代航空航天总线系统的发展。
附图说明
图1为1553oe模型结构图;
图2为1553oe以太网帧结构图;
图3为1553oe传输格式示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚,下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明提出一种基于1553b协议的以太网通信方法,该方法利用1553oe以太网实现,1553oe以太网简称为1553oe。
所述1553oe定义为:符合osi七层网络模型,1553oe以太网不重新定义ieee802.3标准以太网,仅在标准以太网的基础上,在数据链路层中,增加1553oe控制子层,用于实现基于1553b协议的通信,如图1所示。
所述1553oe的帧结构包括目的地址、源地址、类型/长度、1553oe帧头、上层协议数据和fcs校验,如图2所示。
1553oe控制和状态显示由1553oe帧头来决定。1553oe帧头根据定义不同,可分别表示命令帧头、状态帧头和数据帧头。
表1命令帧头
表2状态帧头
表3数据帧头
1553oe实现1553b协议的命令字、状态字和数据字。
1553oe命令帧用于实现1553协议的命令,可选携带数据。当1553oe命令帧的长度小于以太网最小帧长时,填充补足帧长;当1553oe命令帧的长度大于以太网最大帧长时,拆分成命令帧及,1个或多个数据帧。
1553oe状态帧用于实现1553协议的响应,可选携带数据。当1553oe状态帧的长度小于以太网最小帧长时,填充补足帧长;当1553oe状态帧的长度大于以太网最大帧长时,拆分成状态帧及,1个或多个数据帧。
1553oe数据帧,不单独使用,跟随命令帧或状态帧,用于数据传输。
1553oe用于实现1553b协议的数据传输,1553oe的网络控制器(nc)相当于1553b总线的bc,1553oe的网络终端(nt)相当于1553b总线的rt。1553oe的nc用于发送命令帧和数据帧,1553oe的nt用于发送状态帧和数据帧。
1553oe实现1553b总线的bc到1553b总线的rt的数据传输方式为1553oe的nc发送命令帧(携带数据)、数据帧(可选)。1553oe的nt进行接收处理,向1553oe的nc进行响应,发送状态帧(不携带数据)(如图3中(1)所示)。
1553oe实现1553b总线的rt到1553b总线的bc的数据传输方式为1553oe的nc发送命令帧(不携带数据)。1553oe的nt进行接收处理,向1553oe的nc进行响应,发送状态帧(携带数据)、数据帧(可选)(如图3中(2)所示)。
1553oe实现1553b用于控制的各种模式代码(模式码),且1553oe模式码传输时,模式码命令帧头的子地址域的值为全0或全1。1553oe实现1553b总线的bc到1553b总线的rt的模式码的传输方式为1553oe的nc发送命令帧(模式码命令帧头+模式码+填充)。1553oe的nt进行接收处理,向1553oe的nc进行响应,发送状态帧(状态帧头+填充),如图3中(3)所示。
1553oe实现1553b总线的rt到1553b总线的bc的模式码传输方式为1553oe的nc发送命令帧(模式码命令帧头+填充)。1553oe的nt进行接收处理,向1553oe的nc进行响应,发送状态帧(状态帧头+模式码+填充),如图3中(4)所示。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。