实现以太网确定性通信的调度方法

摘要

本发明公开了一种实现以太网确定性通信调度方法，通过为每个设备在以太网的数据链路层上增设一确定性通信调度管理实体，建立数据链路层与数据链路层用户之间的连接，用以对本设备的所有周期数据报文和非周期数据报文的发送进行控制。本发明所有网络设备的角色是相等的，由此体现了以太网通信的公平性原则，并且，在传输非周期数据报文阶段避免采用基于令牌的集中调度方式，无需在信道上传递大量令牌，不仅提高了非周期数据传输的效率，而且也提高了整个以太网络带宽的利用率；本发明的周期数据报文发送阶段，同一设备可以根据自身发送周期数据的大小及多少，在同一通信宏周期内设置多个发送周期数据报文时段，由此提供了一种更为灵活的调度方法。

主权项

1. 一种实现以太网确定性通信的调度方法，所述以太网包括若干设备及用以设备之间进行时钟同步的时钟服务器，所述以太网中的信息分为周期数据和非周期数据，所述以太网上所有设备在预先设定的通信宏周期进行通信，每个通信宏周期分为周期数据报文传输阶段和非周期数据报文传输阶段，其特征在于，(1)为每个设备在以太网的数据链路层上增设一确定性通信调度管理实体，其建立数据链路层与数据链路层用户之间的连接，用以对本设备的所有周期数据报文和非周期数据报文的发送时间进行控制；(2)系统在启动之前，进行组态步骤，至少包括：每个设备设置并保存本设备在所述通信宏周期中传输周期数据报文的起始时刻相对于通信宏周期起始时刻的偏离量Tn，设置并保存所述非周期数据报文传输阶段相对于通信宏周期起始时刻的偏离量；(3)所有设备周期进行与所述时钟服务器时钟同步；(4)在每个通信宏周期的周期数据报文传输阶段，每当设备检测到系统到达本设备发送周期数据报文时刻时，若有周期数据需发送，则先发送周期数据；然后发送非周期数据报文声明报文，反之，直接发送非周期数据报文声明报文，所述非周期数据报文声明报文包含有无非周期数据报文需要发送，发送的非周期数据报文的优先级、发送方设备的IP地址以及需要的发送完成时间；(5)所有设备将接收到的非周期数据报文声明报文保存到本设备的确定性通信调度管理实体预先建立的非周期数据报文发送管理列表中，并按照报文优先级以及发送方设备的IP地址进行排队；(6)在每个通信宏周期的非周期数据传输阶段，每当系统到达非周期数据报文发送时刻或者本设备接收到前一设备发送的非周期数据报文发送结束声明报文的时刻、且本次通信宏周期内剩余时间能够发送本设备的非周期数据报文时，本设备发送非周期数据报文，并在发送完后向其他设备发送非周期数据报文发送结束声明报文，所述前一设备为非周期数据报文发送管理列表中比本设备非周期数据报文早一个发送非周期数据报文的设备。