本发明涉及铁路信号控制系统，一种大数据量通信的分时传送方法，属于arinc659总线
技术领域：
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背景技术：
：arinc-659总线具有优于传统的cpu时钟级硬件同步和目前铁路信号控制系统普遍使用的软件任务级同步的同步机制，其独特、完备的基于时间触发方式的系统总线级同步与时间规划技术，可使总线上的各节点达到高精度同步，实现软件任务之间与传输信息顺畅衔接的统一有序、稳定精准的同步配合。arinc659采用表驱动比例访问(tabledrivenproportionalaccess，tdpa)的通信机制，根据时间确定性原则，总线时间被划分为一系列的窗口。总线操作按照预定的时间命令表执行，数据传输按照表存储器中预先设定好的传送调度进行。但由于每个窗口在每个时间片内进行传输的最大数据长度有限，当需要传输的数据量较大时，数据的分包组包时序与系统应用处理主周期之间的协同关系与匹配机制会较为复杂。因此，为了使研发人员更好地将精力放在软件的应用部分，减少研发人员的工作量，增加系统的适用性，需在arinc659总线基于时间表驱动传输数据的基础上，研究并开发出一种大数据量通信的分时传送方法。技术实现要素：本发明的目的是提供一种大数据量通信的分时传送方法，在arinc659总线层和用户应用层之间，开发数据传输层协议对数据进行分片和组片管理，用以解决基于arinc659总线通信的数据传输中接收方和发送方对较大数据的处理。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种大数据量通信的分时传送方法，包括：通过包含分片子层、规划子层以及异步拼接功能的传输层来实现应用层与总线层之间的数据信息传输；当应用层作为数据发送方时，传输层将应用层中应用程序所发送数据信息存储为接口信息，通过规划子层根据接口信息中的目标接口id确定目标板卡地址，然后通过分片子层对数据信息进行分片操作，并将分片操作产生的分片信息发送到总线层中的arinc659总线接口单元biu上进而传输到目标板卡；当应用层作为数据信息接收方时，分片子层从biu中取得分片信息后将其组装成接口信息，由规划子层通过接口信息内的目标接口id查找对应的接收队列，将接口信息内的对象信息存入接收队列；在应用层开始接收时，再通过异步拼接功能将多次接收并存储在接收队列中的对象信息进行异步拼接操作，提交给应用层。由上述本发明提供的技术方案可以看出，实现了arinc659总线层与应用层之间的数据分片组片工作，解决了总线上各板卡之间不同运行周期设计引起的异步收发问题。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本发明实施例提供的一种大数据量通信的分时传送方法的示意图；图2为本发明实施例提供的异步拼接功能的原理示意图；图3为本发明实施例提供的各个数据信息格式的总体结构图；图4为本发明实施例提供的任务间的通信序列图。具体实施方式下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。本发明实施例提供一种大数据量通信的分时传送方法，如图1所示，该方法中通过传输层来实现应用层与总线层之间的数据信息传输。所述应用层，包括用户的应用程序，实现主要的逻辑处理功能。所述传输层，为上层用户(应用层)提供传输数据的分片组片的功能，传输接口匹配管理功能，及应用层之间的异步通信处理功能；该层包括：分片子层、规划子层以及异步拼接功能。所述总线层，实现arinc659总线传输功能，由底层驱动实现；该层包含osi网络七层协议的物理层、链路层与网络层。当应用层作为数据发送方时，传输层将应用层中应用程序所发送数据信息存储为接口信息，通过规划子层根据接口信息中目标接口id确定目标板卡地址，然后通过分片子层对数据信息进行分片操作，并将分片操作产生的分片信息发送到总线层中的arinc659总线接口单元(businterfaceunit，biu)上进而传输到目标板卡；当应用层作为数据信息接收方时，分片子层从biu中取得分片信息后将其组装成接口信息，由规划子层通过接口信息内的目标接口id查找对应的接收队列，将接口信息内的对象信息存入接收队列；在应用层开始接收时，再通过异步拼接功能将多次接收并存储在接收队列中的对象信息进行异步拼接操作，提交给应用层。本发明实施例中，通过规划子层根据接口信息中目标接口id确定目标板卡地址，从而将目标接口id转换为目标板卡地址，以便于总线传输时根据目标板卡地址寻址。为了便于说明，下面结合附图与附表对传输层中的分片子层、规划子层与异步拼接功能，以及传输过程中各信息的格式进行介绍。1、规划子层(plansublayer，pl)。规划子层用于查询不同应用程序接口所对应的目标板卡地址。应用层收发送信息时，规划子层只需根据应用程序接口编号，就能查找到对应的目标板卡地址，进行数据收发。2、分片子层(fragmentsublayer，fl)。因总线传输数据大小有限，需要把应用程序发送的信息进行分片与组片操作，分片子层用于实现分片与组片功能；发送数据时，分片子层将接口信息分片发送到biu上；接收数据时，分片子层将分片信息接收到队列中，由单独的组片线程组片，组片完毕，存储起来，等待应用程序提取时向外传输。3、异步拼接(asynchronousjoint，aj)。异步拼接功能实现板卡之间不同运行周期设计引起的异步收发问题。如图2所示，通信的接收方应使用异步拼接功能，通过组片操作把发送方(总线层)的一次或多次发送的分片拼接起来，拼组完毕再后在接收方(应用层)收取数据时一次性提交。4、数据格式。a)对象信息(messageobject，mobj)和对象信息组(groupofmessageobject,gmobj)图1所示接口b1是指应用层之间通信的接口协议。所述应用层发送的数据信息为对象信息组；对象信息组是由一个或多个对象信息及对象信息的数量封装构成；所述对象信息包括：对象id、数据长度及所要传输的数据；所述对象id使用通信数据所属外部通信对象的id或是板卡间约定好的索引号。如表1所示，为对象信息的格式：表1对象信息格式由于应用层之间一次发送可能发送多个mobj，应包含mobj数量及多个mobj，采用表2所示“对象信息组”封装以上内容，即把所有“数量”字段的数值相加，把所有“mobj-n”字段的内容粘连；一个对象信息组可包含1-100个对象信息mobj。序号字段长度说明偏移1.数量2mobj数量n∈[1,100],(仅用第2字节)02.mobj-123.mobj-24.…5.mobj-n表2对象信息组格式b)接口信息(messageinterface，mif)图1所示接口a1是指传输层与应用层的接口协议。应用程序向规划子层发送的数据信息包括：对象信息组、长度(包含所有字段)以及目标接口id(interface，if)；如表3所示，应用层与传输层中的之间规划子层用长度、目标接口id(即上文所述if)、gmobj三段信息作为接口进行交互；规划子层采用接口信息形式存放接收到的上述三段信息，同时，为这一接口信息定义用于标识这一接口信息唯一性的序列号、用于标识相应应用程序地址的源id、以及校验信息传输正确性的校验码；其中的校验码不包含长度与校验码字段。表3接口信息格式c)分片信息图1所示接口a2是指传输层与总线层的接口协议。分片子层通过分片操作将1个接口信息拆分为多个mif片段(fragmentofmif，fmif)，并采用1个分片信息(mfrag)封装1个fmif；mfrag的分片头(fragmenthead，fh)包含fmif组片所需的所有信息。如表4所示，分片子层向biu传输的分片信息包括：长度、校验码、序列号、源id、目标接口id、分片总数、分片序号、分片信息；其中：所述长度包含所有字段；所述校验码不包含长度与校验码字段，用于校验信息传输的正确性；所述序列号、源id及目标接口id与接口信息中的相同；所述分片总数表示对接口信息分片后的分片数量；所述分片序号表示分片信息在接口信息分片组中的位置。表4分片信息格式如图3所示，为上述各个数据信息格式的总体结构图。另一方面，本发明实施例中，为实现协议的不同层次之间的协作，如图4所示设计了多任务模式，即多线程模式，不同优先级的线程分别完成上述过程的不同部分任务，将传输过程拆分为三个任务，包括：用户任务(以200ms为例)、组片任务(以20ms为例)、收发任务(以10ms为例)。所述用户任务，用于实现应用层的功能；当应用层作为数据发送方时，通过规划子层根据应用层中发送数据信息的目标接口确定目标板卡地址，然后通过分片子层对数据信息进行分片操作；当应用层作为数据信息接收方时，通过异步拼接功能将多次接收并存储在队列中的对象信息进行异步拼接操作。所述收发任务包括：将分片信息传输到biu上进而传输到目标板卡，以及从biu上取得分片信息。所述组片任务，用于将各分片信息组装成接口信息，并通过接口信息内的目标接口查找对应的接收队列进行存储。本发明实施例上述方案，在arinc659总线基于时间表驱动传输数据的基础上，提供了一种大数据量通信的分时传送方法，通过对用户应用层与总线层之间传输的数据进行规划管理、分片组片，解决了基于arinc659总线通信的数据传输中接收方和发送方对较大数据的处理和总线上各板卡之间不同运行周期设计引起的异步收发问题。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例可以通过软件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，上述实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是cd-rom，u盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
：的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，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该以权利要求书的保护范围为准。当前第1页12当前第1页12