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基于硬件处理架构的远程数据集中器协议转换方法及设备

申请号: CN202311672356.5
申请人: 中国民航大学
更新日期: 2026-03-09

摘要文本

中国民航大学取得“一种透气窗帘布”专利技术,本发明公开了基于硬件处理架构的远程数据集中器协议转换方法及设备,属于协议转换领域,包括远程数据集中器、协议收发控制器、待发协议数据缓存、待组帧数据缓存、数据预处理模块、波特率控制器、轮询模块、物理层接口。本发明采用上述基于硬件处理架构的远程数据集中器协议转换方法及设备,采用硬件处理架构对数据处理和协议转换等计算密集型数据流处理进行硬件卸载加速,将传统架构中由软件(CPU)完成的耗时耗资源的计算任务交由硬件架构处理,同时通过设置配置寄存器保留了部分软件处理架构下配置灵活性的优点,这种并行处理方法提高了效率,缩短了处理数据时间,减轻了上层的负担。

专利主权项内容

1.基于硬件处理架构的远程数据集中器协议转换方法,其特征在于:包括以下步骤:S1、设定待使用通道的配置寄存器的配置参数,并对A825信号通道的收发ID进行配置;S2、协议转换:S21、设备数据信号转AFDX:S211、接收外部串行数据,按接口协议进行接收控制处理并完成串并转换,形成数据包;S212、接收步骤S211中形成的数据包,并对其进行预处理后存入待组帧数据缓存当中;S213、对步骤S212所述进入待组帧数据缓存中的数据进行监控,当进入待组帧数据缓存的数据包达到事件触发条件或周期触发条件时,向组帧模块发送组帧开始信号;S214、进行组帧操作:首先根据AFDX协议以及配置寄存器中的值完成MAC头部、IP头部以及UDP头部的发送,随后进行Payload发送,在S213中提到的待组帧数据缓存是以FIFO形式进行实现的,先入先出,因此从待组帧数据FIFO缓存中依次读取4个数据包放入a,b,c,d四个寄存器内,待组帧数据FIFO缓存中的数据格式为8bit FS + 32bit/64bit DS,根据四个寄存器中的数据得到其对应的4个FS值,首先以32bit数据包发送a,b,c,d寄存器对应的FS值,以完成FSS中4个FS的发送,再依次发送a,b,c,d四个寄存器内的DS数据,直至将待组帧数据缓存读空,以32bits数据包的形式完成Payload的发送,在发送过程中上述数据包会暂时存储在待发AFDX数据帧缓存中;S215、当待发AFDX数据帧缓存中存在一个完整的AFDX数据帧时生成发送请求,向轮询模块发出申请发送信号;S216、针对步骤S215中的申请发送信号,轮询模块按顺序对各通道的发送请求进行轮询,若在询问过程中检测到某通道转换过程中步骤S215的申请发送信号,则对该通道的待发AFDX数据帧缓存进行读取,直至读空后,继续询问下一个通道,循环往复;在每个通道读空时就完成了一次设备数据信号至32bits数据包形式的完整AFDX数据帧的转换,并将其写入Upload_fifo当中,等待端系统的后续处理;S22、AFDX转设备数据信号:S221、接收Download_fifo输出的32bit数据包组成的AFDX数据帧,对其执行帧解析操作,分别对其MAC头部、IP头部以及UDP头部进行解析,检查其MAC目的地址、以太网协议类型、IP协议号、IP头部校验和、IP目的地址、UDP目的地址以及UDP校验和是否符合接收条件,将不符合条件的帧过滤,并把MAC源地址、IP源地址、UDP源地址信息存入目标通道的相应寄存器内等待处理器读取,还要根据其UDP目的地址完成通道选择,将AFDX数据帧中的Payload发送到相应通道的发送数据预处理模块当中;S222、各通道接收来自步骤S221的payload数据并进行数据预处理,根据不同协议定义的数据格式,将每个FDS转换成1~4个待发协议数据包,其中对于A429数据,在该过程中完成新奇偶校验位的计算和替换,将完成预处理的数据打包成对应协议的数据包写入待发协议数据缓存当中,其数据包格式和设备数据信号转AFDX过程中的协议收发控制器接收部分发送到接收数据预处理模块的数据包格式相同;S223、由波特率控制器根据配置寄存器中的发送波特率配置,完成对步骤S222中写入待发协议数据缓存的数据包波特率控制;S224、协议收发控制器内部接收步骤S223从待发协议数据缓存内读取的数据,根据相应配置寄存器中的值和接收到的数据包,按照协议收发控制器内部的逻辑完成完整协议数据的填充,并在处理后以串行信号的形式输出。

专利申请信息

项目 内容
专利名称 基于硬件处理架构的远程数据集中器协议转换方法及设备
专利类型 发明授权
申请号 CN202311672356.5
申请日 2023/12/7
公告号 CN117376442B
公开日 2024/3/8
IPC主分类号 H04L69/08
权利人 中国民航大学
发明人 金志威; 王泽彬
地址 天津市东丽区津北公路2898号