申请/专利权人：南京航空航天大学

申请日：2022-08-25

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN115695585B

主分类号：H04L69/164

分类号：H04L69/164;H04L12/40;H04L61/103

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2023.06.20#文件的公告送达;2023.02.21#实质审查的生效;2023.02.03#公开

摘要：本发明公开了一种TTPC总线承载以太网UDP通信的方法，是面向航空发动机分布式控制系统所设计的一种外部系统与总线系统中各节点间实现以太网透明通讯的通用方法。航空发动机分布式控制系统由多个节点组成，节点间通过TTPC总线互联。其中，中心控制节点包含以太网接口，可与外部系统通过以太网交换数据。本方法发明了一种实现外部系统和非中心控制节点UDP通讯的方法。本方法中，中心控制节点可将UDP数据由TTPC总线透明转发至目标节点，目标节点可由TTPC总线透明回传数据至中心控制节点，最终中心控制节点通过以太网接口将数据发送至外部系统。该方法是一种实现TTPC总线承载以太网UDP通信的标准方法，不受总线拓扑结构变化的影响。

主权项：1.一种TTPC总线承载以太网UDP通信的通用方法，其特征在于：基于TTPC总线的分布式系统由多个节点组成，TTPC总线为时间触发协议C类标准总线，节点间通过TTPC总线互联，其中，中心控制节点包含以太网接口，与外部系统通过以太网交换数据，中心控制节点将UDP数据由TTPC总线透明转发至目标节点，从节点回传UDP报文经TTPC总线透明传送至中心控制节点，最终中心控制节点通过以太网接口将数据发送至外部系统，TTPC总线承载以太网UDP通信的功能实现不受总线拓扑结构变化的影响；其中，所述TTPC总线承载以太网UDP通信的通用方法包括一种集群节点IP地址的自动分配方法：集群上电后，系统处于冻结状态，系统启动前，集群各节点本地存储默认IP地址信息，且中心控制节点本地存储所有节点的默认IP地址信息，外部系统通过以太网与中心控制节点建立连接，并发送集群启动指令和IP地址配置信息，外部系统选择重新配置集群各节点IP地址或使用集群各节点默认IP地址，中心控制节点接收到IP地址配置信息后，发送包含IP地址配置信息的启动帧来完成集群IP地址信息配置；其中，中心控制节点发送启动帧来完成集群IP地址信息配置的具体实现方式为：中心控制节点组装TTPC启动帧时，将从节点IP地址信息放在启动帧应用数据段，从节点接收到启动帧后，TTPC协议转为运行状态，同时对启动帧数据行解析，获取IP地址配置信息，从节点根据IP地址信息启动以太网协议栈设置自身IP地址，如果启动帧中不包含IP地址配置信息，从节点转为运行状态后，使用本地存储的默认IP地址启动以太网协议栈；所述TTPC总线承载以太网UDP通信的通用方法还包括设计TTPC适配层，所述TTPC适配层的具体功能如下：TTPC适配层对来自外部系统的以太网数据包和来自TTPC总线的数据帧进行处理，具有系统地址解析协议处理、ICMP协议处理、UDP协议处理、以太网数据动态调度以及TTPC数据帧解析功能；其中，所述系统地址解析协议处理的具体实现方式为：外部系统发送ARP广播包，中心控制节点收到ARP包，TTPC适配层对ARP包进行解析，判断其中目的IP地址是否为集群中某节点IP地址，如果ARP包目的IP地址为集群中某节点IP地址，则中心控制节点直接本地进行ARP回复；如果ARP包目的IP地址不属于集群中任一节点，则中心控制节点直接将该包丢弃，不作处理；所述ICMP协议处理的具体实现方式为：步骤一：外部系统发送ICMP包；步骤二：中心控制节点收到ICMP包，TTPC适配层对ICMP包进行解析，判断其中目的IP地址是否为集群中某节点IP地址，如果ICMP包目的IP地址属于集群某一从节点，则TTPC适配层将该ICMP包进行解析，并且送入TTPC适配层以太网数据发送队列，中心控制节点本地触发发送时，TTPC适配层动态调度ICMP报文数据，TTPC应用数据，组装ICMP报文数据和TTPC应用数据为混合帧，最终发送混合帧至TTPC总线；如果ICMP包目的IP地址不属于集群任一节点，则中心控制节点直接将该包丢弃，不做处理；步骤三：从节点从TTPC总线收到混合帧数据，TTPC适配层对混合帧数据进行解析，判断该包中是否含有ICMP报文数据，TTPC适配层判断该ICMP包目的IP地址为自身IP地址，则构造ICMP响应报文，并且送入TTPC适配层以太网数据发送队列，中心控制节点本地触发发送时，TTPC适配层动态调度ICMP报文数据和TTPC应用数据，组装ICMP报文数据和TTPC应用数据为混合帧，最终将混合帧发送至TTPC总线；步骤四：中心控制节点从TTPC总线上接收到来自从节点的混合帧，TTPC适配层对混合帧进行解析，将其中ICMP报文数据取出，然后构造出完整的ICMP包，发至外部系统；所述UDP协议处理的具体实现方式为：步骤一：外部系统发送UDP数据包；步骤二：中心控制节点收到UDP数据包，TTPC适配层对UDP数据包进行解析，判断其中目的IP地址是否为集群中某节点IP地址；如果UDP数据包目的IP地址属于集群某一从节点，则TTPC适配层将该UDP包进行解析，将UDP净荷数据送入TTPC适配层以太网数据发送队列；中心控制节点本地触发发送时，TTPC适配层动态调度UDP净荷数据和TTPC应用数据，组装UDP报文数据和TTPC应用数据为混合帧，最终发送混合帧至TTPC总线；如果UDP包目的IP地址不属于集群任一节点，则中心控制节点直接将该包丢弃，不做处理；步骤三：从节点从TTPC总线收到混合帧数据；TTPC适配层对混合帧数据进行解析，判断该包中是否含有UDP净荷数据，并且目的IP地址是否为自身IP地址；如果是，则将包中UDP净荷数据进行整理、还原，该UDP包净荷数据接收完全时，TTPC适配层将完整UDP净荷数据送至应用层；步骤四：从节点将待回复的数据送入TTPC适配层，TTPC适配层将UDP数据送入以太网数据发送队列；中心控制节点本地触发发送时，TTPC适配层动态调度UDP数据和TTPC应用数据，组装UDP报文数据和TTPC应用数据为混合帧，最终发送混合帧至TTPC总线；步骤五：中心控制节点从TTPC总线上收到含有UDP数据的数据帧，TTPC适配层对该帧进行解析，将其中UDP数据进行整理、还原，待UDP数据接收完整后，中心控制节点将该UDP数据发送给外部系统；所述以太网数据动态调度的具体实现方式为：在TTPC协议本地触发发送时间时，TTPC适配层根据当前TTPC应用数据的长度来分配当前数据帧中以太网数据的长度和偏移地址，对待发送的以太网数据进行分包，将以太网数据单次或多次发送至TTPC总线。

全文数据：

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百度查询： 南京航空航天大学 一种TTP/C总线承载以太网UDP通信的方法

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