本發(fā)明屬于空間網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種通過1553B總線管理以太網(wǎng)終端的裝置及方法。

背景技術(shù)：

隨著空間應(yīng)用的不斷發(fā)展，以太網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)逐漸被應(yīng)用到空間環(huán)境，同時由于以太網(wǎng)本身不是特別可靠的一些特點，遙測遙控等重要數(shù)據(jù)傳輸仍然是采用MIL-STD-1553B總線協(xié)議，因此需要設(shè)計既能跟以太網(wǎng)終端通信又能跟1553B總線控制器進行通信的裝置，同時對為了符合空間應(yīng)用需求，進行能夠滿足空間可靠性要求的設(shè)計。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種通過1553B總線管理以太網(wǎng)終端的裝置空間用通過1553B總線管理以太網(wǎng)終端的裝置，可以實現(xiàn)1553B總線控制器對以太網(wǎng)終端的管理，可靠性高。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種通過1553B總線管理以太網(wǎng)終端的裝置，一端連接以太網(wǎng)終端，另一端連接1553B總線控制器，用于接收1553B總線控制器的遙控指令轉(zhuǎn)發(fā)至對應(yīng)的以太網(wǎng)終端，

該裝置包括至少兩個互為備份的1553B總線接口、第一處理器、第二處理器及至少兩個互為備份的以太網(wǎng)接口，

所述1553B總線控制器通過所述1553B總線接口發(fā)送遙控指令給所述第一處理器；

所述第一處理器具備MIL-STD-1553B協(xié)議處理功能，屬于可直接應(yīng)用于空間環(huán)境的高可靠處理器，其從1553B總線網(wǎng)上接收到所述遙控指令后進行MIL-STD-1553B協(xié)議解析，并根據(jù)物理地址與遙控指令的映射關(guān)系對解析后的遙控指令進行重新組幀，然后將重新組幀后的遙控指令發(fā)送給所述第二處理器；

所述第二處理器具備以太網(wǎng)物理層、鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議處理能力，其可處理高達1Gbps的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)速率，其處理性能好，但不能直接應(yīng)用到空間環(huán)境需要高可靠的處理中，其接收到來自所述第一處理器的遙控指令后，進行解析，根據(jù)解析后的內(nèi)容查找遙控指令與以太網(wǎng)終端的IP地址或物理地址的映射關(guān)系表，并確定以太網(wǎng)終端，然后將解析后的遙控指令重新添加物理地址、IP地址、端口號和同步頭后通過所述以太網(wǎng)接口發(fā)送給對應(yīng)的以太網(wǎng)終端。

所述以太網(wǎng)接口采用交叉冗余設(shè)計，當某一以太網(wǎng)接口無法正常通信時，自動切換至其他正常的以太網(wǎng)接口，切換時間不超過100ms。

所述第二處理器通過UDP協(xié)議與以太網(wǎng)終端之間進行通信，當所述第二處理器給以太網(wǎng)終端發(fā)送數(shù)據(jù)后，以太網(wǎng)終端若在200ms內(nèi)無應(yīng)答，則所述第二處理器重新給以太網(wǎng)終端傳輸數(shù)據(jù)。

所述第二處理器重新傳輸數(shù)據(jù)的次數(shù)不超過4次。

所述1553B總線接口采用交叉冗余設(shè)計，當某一1553B總線接口故障時，自行切換至其他正常的1553B總線接口。

該裝置還用于接收以太網(wǎng)終端的遙測數(shù)據(jù)，并按照設(shè)定的時間間隔采用MIL-STD-1553B總線協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)給1553B總線控制器。為了讓終端可以辨別每個數(shù)值代表的遙測含義，因此需要按照跟終端的協(xié)商的數(shù)據(jù)幀格式進行重新組幀；由于空間以太網(wǎng)為高速網(wǎng)絡(luò)，1553B總線網(wǎng)絡(luò)屬于低速網(wǎng)絡(luò)，并且處理1553B總線的處理器性能較低，為了匹配兩種網(wǎng)絡(luò)通信的速率，設(shè)計了調(diào)整發(fā)送數(shù)據(jù)幀間隔可設(shè)定的方式進行兩種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的速率匹配。

1553B總線控制器發(fā)出的遙控指令與以太網(wǎng)終端的IP地址或物理地址具有一對一或一對多的映射關(guān)系，以太網(wǎng)終端的遙測數(shù)據(jù)與以太網(wǎng)終端的IP地址或物理地址也具有一對一或一對多的映射關(guān)系，所有的映射關(guān)系均可以通過1553B總線控制器注入數(shù)據(jù)的方式進行更改。

通過1553B總線傳輸?shù)奖狙b置的數(shù)據(jù)可以由本裝置進行路由轉(zhuǎn)發(fā)給以太網(wǎng)終端設(shè)備，實現(xiàn)以太網(wǎng)終端與1553B總線設(shè)備直接通信，轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)需要按照本裝置定義的協(xié)議進行組幀。

本發(fā)明還提供一種通過1553B總線管理以太網(wǎng)終端的方法，由上述裝置實現(xiàn)，該方法包括以下步驟：

S1、1553B總線控制器產(chǎn)生遙控指令，并進行MIL-STD-1553B協(xié)議組幀，判斷某一1553B總線接口是否工作正常，如果是，則通過該1553B總線接口將遙控指令發(fā)送給第一處理器，否則，通過其他正常的1553B總線接口將遙控指令發(fā)送給第一處理器；

S2、所述第一處理器對接收到的遙控指令進行MIL-STD-1553B協(xié)議解析，如果解析正常，則根據(jù)物理地址與指令的映射關(guān)系對解析后的遙控指令進行重新組自定義幀，然后將重新組自定義幀后的遙控指令通過LVDS高速并口發(fā)送給第二處理器，否則，返回S1；

S3、所述第二處理器接收到來自所述第一處理器的數(shù)據(jù)后，進行自定義幀解析，根據(jù)解析后的內(nèi)容查找遙控指令與以太網(wǎng)終端的IP地址或物理地址的映射關(guān)系表，找到以太網(wǎng)終端，然后將自定義幀解析后的數(shù)據(jù)重新添加物理地址、IP地址、端口號及同步頭后通過以太網(wǎng)接口發(fā)送給以太網(wǎng)終端；

S4、判斷以太網(wǎng)終端在200ms內(nèi)是否有應(yīng)答，如果是，則結(jié)束進程，否則，繼續(xù)判斷第二處理器的重新傳輸次數(shù)是否小于4次，如果是，則所述第二處理器重新傳輸數(shù)據(jù)給以太網(wǎng)終端，否則，結(jié)束進程。

所述步驟S3還包括：所述第二處理器診斷某一以太網(wǎng)接口是否工作正常，如果是，則通過該以太網(wǎng)接口發(fā)送數(shù)據(jù)給以太網(wǎng)終端，否則，自動切換至其他正常的以太網(wǎng)接口進行數(shù)據(jù)傳輸。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

(1)本裝置采用至少兩個以太網(wǎng)接口及至少兩個1553B總線接口，故障時可自動切換，提高了設(shè)備的可靠性。

(2)采用多次應(yīng)答機制，以太網(wǎng)終端在200ms內(nèi)無應(yīng)答則任務(wù)本次發(fā)送失敗，第二處理器開啟重傳機制，防止指令丟失，重傳次數(shù)不超過4次，防止無休止的應(yīng)答。

(3)本裝置采用兩個處理器，分別負責不同數(shù)據(jù)的處理，減小了各個處理器的負擔，提高了數(shù)據(jù)處理的效率。

(4)本裝置滿足了空間以太網(wǎng)與1553B總線網(wǎng)的通信要求，實現(xiàn)1553B總線控制器對以太網(wǎng)終端的控制功能，提高數(shù)據(jù)傳輸效率。

附圖說明

圖1是本裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本申請方法的流程圖；

圖3是本發(fā)明的自定義幀結(jié)構(gòu)。

具體實施方式

下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。

如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的一種通過1553B總線管理以太網(wǎng)終端的裝置，一端連接以太網(wǎng)終端，另一端連接1553B總線控制器，用于接收1553B總線控制器的遙控指令轉(zhuǎn)發(fā)至對應(yīng)的以太網(wǎng)終端或者用于接收以太網(wǎng)終端的遙測數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)發(fā)給1553B總線控制器，該裝置包括至少兩個互為備份的1553B總線接口、第一處理器、第二處理器及至少兩個互為備份的以太網(wǎng)接口，

當本裝置用于接收1553B總線控制器的遙控指令轉(zhuǎn)發(fā)至對應(yīng)的以太網(wǎng)終端時，1553B總線控制器對遙控指令進行MIL-STD-1553B協(xié)議組幀后通過1553B總線接口發(fā)送給第一處理器；第一處理器接收到遙控指令后進行MIL-STD-1553B協(xié)議解析，并根據(jù)物理地址與遙控指令的映射關(guān)系對解析后的遙控指令進行重新組自定義幀，然后將重新組幀后的遙控指令發(fā)送給第二處理器；第二處理器接收到來自第一處理器的遙控指令后，進行自定義幀的解析，根據(jù)解析后的內(nèi)容查找遙控指令與以太網(wǎng)終端的IP地址或物理地址的映射關(guān)系表，并確定以太網(wǎng)終端，然后將解析后的遙控指令重新添加物理地址、IP地址、端口號和同步頭等信息后通過以太網(wǎng)接口發(fā)送給對應(yīng)的以太網(wǎng)終端。本裝置采用兩個處理器，分別負責不同數(shù)據(jù)的處理，減小了各個處理器的負擔，提高了數(shù)據(jù)處理的效率。

反向數(shù)據(jù)傳輸時，本裝置將接收到的各個以太網(wǎng)終端的遙測信息進行重新組幀，并按照一定的時間間隔采用MIL-STD-1553B總線協(xié)議發(fā)送至1553B總線控制器。為了讓終端可以辨別每個數(shù)值代表的遙測含義，因此需要按照跟終端的協(xié)商的數(shù)據(jù)幀格式進行重新組幀；由于空間以太網(wǎng)為高速網(wǎng)絡(luò)，1553B總線網(wǎng)絡(luò)屬于低速網(wǎng)絡(luò)，并且處理1553B總線的處理器性能較低，為了匹配兩種網(wǎng)絡(luò)通信的速率，設(shè)計了調(diào)整發(fā)送數(shù)據(jù)幀間隔可設(shè)定的方式進行兩種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的速率匹配。

為了防止單個接口一旦出現(xiàn)故障問題，導致本裝置無法使用的情況，本發(fā)明對以太網(wǎng)接口采用交叉冗余設(shè)計，當某一以太網(wǎng)接口無法正常通信時，自動切換至其他正常的以太網(wǎng)接口，切換時間不超過100ms。切換時間短，在某一接口故障時，完全不影響正常的通信。同樣的道理，對1553B總線接口也采用同樣的設(shè)計。

進一步的，第二處理器通過UDP協(xié)議與以太網(wǎng)終端之間進行通信，當?shù)诙幚砥鹘o以太網(wǎng)終端發(fā)送數(shù)據(jù)后，以太網(wǎng)終端若在200ms內(nèi)無應(yīng)答，則第二處理器重新給以太網(wǎng)終端傳輸數(shù)據(jù)，以防止數(shù)據(jù)的丟失。

為了防止無休無止的應(yīng)答，第二處理器重新傳輸數(shù)據(jù)的次數(shù)不超過4次。

1553B總線控制器發(fā)出的遙控指令與以太網(wǎng)終端的IP地址或物理地址具有一對一或一對多的映射關(guān)系，以太網(wǎng)終端的遙測數(shù)據(jù)與以太網(wǎng)終端的IP地址或物理地址也具有一對一或一對多的映射關(guān)系，所有的映射關(guān)系均可以通過1553B總線控制器注入數(shù)據(jù)的方式進行更改，靈活度高，通用性好。

1553B總線傳輸來的數(shù)據(jù)直接進行路由轉(zhuǎn)發(fā)給以太網(wǎng)終端設(shè)備，實現(xiàn)以太網(wǎng)終端與1553B總線設(shè)備直接通信，轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)需要按照本裝置定義的協(xié)議進行組幀。

如圖2所示，本發(fā)明實施例還提供一種通過1553B總線管理以太網(wǎng)終端的方法，由圖1所示的裝置實現(xiàn)，該方法包括以下步驟：

S1、1553B總線控制器產(chǎn)生遙控指令，并進行MIL-STD-1553B協(xié)議組幀，判斷某一1553B總線接口是否工作正常，如果是，則通過該1553B總線接口將遙控指令發(fā)送給第一處理器，否則，通過其他正常的1553B總線接口將遙控指令發(fā)送給第一處理器；

S2、第一處理器對接收到的遙控指令進行MIL-STD-1553B協(xié)議解析，如果解析正常，則根據(jù)物理地址與指令的映射關(guān)系對解析后的遙控指令進行重新組自定義幀，然后將重新組自定義幀后的遙控指令通過LVDS高速并口發(fā)送給第二處理器，否則，返回S1；

S3、第二處理器接收到來自第一處理器的數(shù)據(jù)后，進行自定義幀解析，根據(jù)解析后的內(nèi)容查找遙控指令與以太網(wǎng)終端的IP地址或物理地址的映射關(guān)系表，找到以太網(wǎng)終端，然后將自定義幀解析后的數(shù)據(jù)重新添加物理地址、IP地址、端口號及同步頭后通過以太網(wǎng)接口發(fā)送給以太網(wǎng)終端；

步驟S3還包括：第二處理器診斷某一以太網(wǎng)接口是否工作正常，如果是，則通過該以太網(wǎng)接口發(fā)送數(shù)據(jù)給以太網(wǎng)終端，否則，自動切換至其他正常的以太網(wǎng)接口進行數(shù)據(jù)傳輸。

S3、判斷以太網(wǎng)終端在200ms內(nèi)是否有應(yīng)答，如果是，則結(jié)束進程，否則，繼續(xù)判斷第二處理器的重新傳輸次數(shù)是否小于4次，如果是，則第二處理器重新傳輸數(shù)據(jù)給以太網(wǎng)終端，否則，結(jié)束進程。

同理，本裝置實現(xiàn)從以太網(wǎng)終端到1553B總線控制器的數(shù)據(jù)傳輸可從上述方法反推，在此不再贅述。圖3所示為本發(fā)明數(shù)據(jù)通信過程中的幀結(jié)構(gòu)。也是本發(fā)明第一處理器和第二處理器自定義的幀結(jié)構(gòu)，用于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)通信的中間傳輸協(xié)議，可有效保證數(shù)據(jù)的可靠性，具體幀結(jié)構(gòu)如下：同步頭域(4B)用于監(jiān)測數(shù)據(jù)幀開始，長度域(1B)用于指示本數(shù)據(jù)幀的有效長度，幀類型域(1B)用于指示本數(shù)據(jù)幀的內(nèi)容類型，包括遙控、遙測、通用數(shù)據(jù)等，目的設(shè)備域(4B)用于指示本幀數(shù)據(jù)是傳輸給誰的，這里可以將目標IP地址填寫進去，也可以填寫類似于IP地址的內(nèi)容。載荷數(shù)據(jù)域用于存放傳輸?shù)挠行?shù)據(jù)。校驗和域(2B)用于對本報數(shù)據(jù)進行校驗，確保數(shù)據(jù)正確性。

綜上所述，本發(fā)明實施例提供的通過1553B總線管理以太網(wǎng)終端的裝置，滿足了空間以太網(wǎng)與1553B總線網(wǎng)的通信要求，實現(xiàn)1553B總線控制器對以太網(wǎng)終端的控制功能，提高數(shù)據(jù)傳輸效率。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以存儲于一種計算機可讀存儲介質(zhì)中，上述提到的存儲介質(zhì)可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等。

雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視權(quán)利要求書所界定者為準。