申请/专利权人：中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所;电子科技大学

申请日：2022-06-06

公开（公告）日：2024-05-17

公开（公告）号：CN115037571B

主分类号：H04L12/44

分类号：H04L12/44;H04L1/00;H04J3/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.17#授权;2022.09.30#实质审查的生效;2022.09.09#公开

摘要：本发明涉及飞行器管理系统通信总线技术领域，公开了一种应用于星型TTP网络的集线器，包括设置在物理链路层的门控模块和收发模块，以及设置在协议层的启动控制模块、同步控制模块、时钟生成和同步模块、MEDL解析模块、帧解析模块、集群模式切换模块、整形模块、帧长计算模块和在线配置模块，本发明还公开了一种应用于星型TTP网络的集线器的实现方法，使用上述的应用于星型TTP网络的集线器。本发明基于集线器的启动原理，提出了一种基于Bigbang机制的启动方案，同时，本发明的启动方案包含三条启动路径，适配各种启动场景。

主权项：1.一种应用于星型TTP网络的集线器，其特征在于，包括设置在物理链路层的门控模块（9）和收发模块（7），以及设置在协议层的启动控制模块（1）、同步控制模块（2）、时钟生成和同步模块（3）、MEDL解析模块（4）、帧解析模块（5）、集群模式切换模块（6）、整形模块（8）、帧长计算模块（10）和在线配置模块（11），TTP网络即时间触发网络，MEDL解析模块即消息描述列表解析模块；所述收发模块（7）的输入端分别与所述整形模块（8）、门控模块（9）、帧长计算模块（10）连接，所述收发模块（7）的输出端分别与所述门控模块（9）、帧解析模块（5）、在线配置模块（11）连接；所述时钟生成和同步模块（3）的输入端分别与所述帧解析模块（5）、整形模块（8）、MEDL解析模块（4）连接，所述时钟生成和同步模块（3）的输出端分别与启动控制模块（1）、同步控制模块（2）连接；所述MEDL解析模块（4）的输入端分别与启动控制模块（1）、同步控制模块（2）、集群模式切换模块（6）和在线配置模块（11）连接，所述MEDL解析模块（4）的输出端还分别与所述帧长计算模块（10）、启动控制模块（1）、同步控制模块（2）连接；所述帧解析模块（5）的输出端还与集群模式切换模块（6）连接；所述启动控制模块（1）的输出端还分别与所述门控模块（9）以及同步控制模块（2）连接；所述同步控制模块（2）的输出端还与所述门控模块（9）连接；所述启动控制模块（1）用于在集线器的启动阶段实现集线器从非同步状态过渡到同步状态，根据所述MEDL解析模块提供的SenderMembershipFlag信号、时钟生成子模块提供的系统时间使集线器在启动阶段产生启动输入使能信号和启动输出使能信号，启动输入使能信号和启动输出使能信号控制集线器连接的外部节点的输入、输出，同时，在启动完成后，将启动完成时的时隙中的PSP开始时间点、TP开始时间点、PRP开始时间点和时隙结束时间点以及当前时隙数传递给同步控制模块；SenderMembershipFlag信号即发送端成员变量标志信号；所述同步控制模块用于根据集线器进入同步状态时的各时间点以及所述MEDL解析模块提供的时隙信息，在集线器进入同步状态后生成控制门控模块（9）的同步输入使能信号和同步输出使能信号以及将集线器在同步阶段中的各个时隙进行阶段划分，每个所述时隙均包括IDLE阶段，即空闲阶段；PSP阶段，即发送前的阶段；TP阶段，即发送数据阶段；PRP阶段，即发送后的阶段；所述集线器根据各个阶段的时间来进行状态跳转；所述时钟生成和同步模块（3）包括时钟生成子模块和时钟同步子模块，所述时钟生成子模块在集线器的启动阶段工作，根据从帧解析模块（5）获取的Globaltimestartuptime和帧解析时间再结合所述MEDL解析模块（4）提供的发送延时和传播延时求得集线器的初始时间，并通过初始时间形成集线器的本地时间；所述时钟同步子模块在集线器处于同步阶段时工作，获取整形模块（8）传输来的时间差值，对校正项进行计算并根据校正项校正集线器的本地时钟，以实现在一个TDMARound中进行至少一次地时间同步，其中，校正分为单步校正和多部校正，所述校正的规则由所述MEDL解析模块（4）中的调度表的决定；Globaltimestartuptime即全局时间启动时间，TDMARound即以时分多址形式排布的周期；所述MEDL解析模块（4），包括全局条目表、协议参数表、MEDL标识表、时隙参数表和7种集群模式表；其中每个集群模式表包含模式控制表和若干时隙条目，在集线器开机后，在线配置模块将加载配置数据传输至MEDL解析模块（4）的存储单元RAM中，完成集线器自检后，在每个时隙开始的阶段，启动控制模块或者同步控制模块向MEDL解析模块（4）发送时隙请求信号或者全局协议参数获取请求信号，MEDL解析模块（4）接收到时隙请求信号或全局协议参数获取请求信号后，根据全局条目配置的各个表的起始地址和长度，结合请求信号类型将调度表中相应的信息发送给启动控制模块或者同步控制模块；所述帧解析模块（5），通过对输入的帧进行解析，获取帧中的控制状态字段的GlobalTimeStartupTime字段、DMC字段和Clusterposition字段，并将帧中的控制状态字段的GlobalTimeStartupTime字段传输给所述时钟生成和同步模块（3），将DMC字段和Clusterposition字段传输给所述集群模式切换模块（6），以触发所述集群模式切换模块（6）发送集群切换信号给MEDL解析模块（4）；DMC字段即延迟模式更改字段，Clusterposition字段即集群位置字段；所述集群模式切换模块（6）用于在集线器的PRP阶段检查模式更改请求是否被允许，允许则将模式更改请求的内容设置为延迟模式更改的内容，当检测到调度表中表示本集群模式下最后一个时隙的字段EOC有效且当前时隙即将结束时，将延迟模式更改的内容对应的后继模式赋值给集群模式，并将变更后的集群模式传输给MEDL解析模块，下一个时隙即进入一个新的集群模式；EOC即集群周期结束；所述收发模块（7）用于集线器进行数据的收发，包括波特率生成子模块、接收子模块、发送子模块、寄存子模块和CRC校验子模块；CRC校验子模块即循环冗余校验子模块；所述整形模块（8）用于隔离时域SOS故障，在TP阶段中的接收窗口的末尾增加整形延时，待集线器的系统时间到了整形延时完成时，再产生整形输出使能信号给收发模块（7）；SOS故障即隔离时域轻微不合规故障；所述门控模块（9）在集线器启动阶段，根据启动输入使能信号和启动输出使能信号对数据进行输入和输出，在集线器同步阶段，根据同步控制模块传输的同步输入使能信号和同步输出使能信号，打开和关闭节点对应的各个端口，所述门控模块（9）包括启动门控子模块、同步门控子模块和输出选择子模块；所述帧长计算模块（10）用于根据所述MEDL解析模块提供的数据长度和帧类型以及每种帧类型固定的帧长开销计算出每次传输的帧长，并将计算出来的帧长输出给所述收发模块（7）和门控模块（9）；所述在线配置模块（11）用于给节点或集线器配置数据，配置主机在下传配置数据时，在配置数据的前端加上一段用于标识目的地的字段，所述集线器和节点的标识字段均唯一且不同，若该字段被判定为配置数据是发送给集线器的，则校验配置数据中的全局条目表是否正确，如果这部分配置数据校验正确则将数据配置到MEDL解析模块的RAM，同时，集线器也将该配置数据进行转发；若该字段被判定为节点的，则集线器将数据转发出去。

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百度查询： 中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所;电子科技大学 一种应用于星型TTP网络的集线器及其实现方法

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