CN102143185A - 数据传输方法和数据传输装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种数据传输方法和数据传输装置，用以解决现有技术中分别使用ARINC429与AFDX两种协议的装置之间数据传输的效率较低的问题。该方法包括：接收第一种格式的数据帧；将接收的一个或多个所述第一种格式的数据帧中的净荷数据以及该净荷数据的传输目的地标识添加到第二种格式的数据帧中；发送所述第二种格式的数据帧。采用本发明的技术方案，有助于解决ARINC429与AFDX两种协议的装置之间数据传输的效率较低的问题，从而实现航空电子数据的高效转换，提高了***性能和带宽的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及一种数据传输方法和数据传输装置。
背景技术
航电装置对于现代的飞机起着关键的装置综合作用，对于提高飞机的各方面性能非常重要。航电装置以综合显示与控制装置为核心，集成了大量的机载设备如任务计算机、大气数据装置、惯性导航装置、外挂管理装置、无线电通讯装置，敌我识别装置等。然而传统的MIL-1553B或者ARINC429总线技术存在着数据交换速度慢、电缆复杂等缺陷。
在新一代的航电装置中，诸如任务计算机、雷达装置、导航装置、无线电通信等大量航空机载信息装置将采用如AFDX的高速、高带宽的新型总线作为主干网络，并与***的各分装置相连。分装置设备的处理功能被集成到核心处理装置中，而剩余的***设备则逐步退化为传感器或作动器，这些远端分装置通过ARINC429等低速总线与通过网关与高速主干网互联。
AFDX(Avionics Full Duplex Switched Ethernet)是基于以太网技术的实时传输协议，是ARINC664协议的第七部分，该总线速度为10M/100Mbps，有效净荷为1-1472Byte。ARINC429总线速度为12.5Kbps或者100Kbps，有效净荷为4Byte。因此，在两者之间进行互通时，需要对码流进行重新打包。
图1是根据现有技术中ARINC429的数据格式的示意图。按照ARING 429总线规定，每个字格式由32位组成：1-8位是标号位(LABEL)。9-10位是源终端识别(SDI)。11-28或29位是数据组(Data Field)，根据字的类型可确定为是11到28还是11到29。它所代表的是所确定的特定数据。29到30或31位为符号状态矩阵位(SSM)，根据字的类型号为29或30到31。它指出数据的特性。32位为奇偶校验位(P)，它用于检查发送的数据是否有效。
图2是根据现有技术中AFDX的数据格式的示意图。按照AFDX总线规定，由目的MAC、源MAC、帧类型、IP头以及UDP头共同组成同步头，净荷数目在1-1471Bytes之间，后部由一个发送序列号以及CRC校验组成。
目前，现有技术提供将离散量、模拟量信号转换为ARINC429的方法，但是，ARINC429与AFDX两种协议之间的转换还没有较好的解决方案。存在的主要问题在于总线速度差异大、数据帧长度差异大，非常容易浪费AFDX总线的带宽，甚至于在频繁转换ARINC429数据到AFDX端时会阻塞网络，影响整个网络的平衡。图3是根据现有技术的简化的ARINC429与AFDX互通的装置。
如图3所示，在使用ARINC429信号的终端1和使用AFDX信号的终端4之间进行互通时，首先，网关将轮询各个终端，在接收终端4的数据后，网关将数据向所有使用ARINC429信号的终端进行广播，由各个具体的终端判断数据是否发送给自已；反之，使用ARINC429信号的终端1接收到数据后，等待网关轮询，并将数据发往终端4，从而完成双向通信的过程。可想而知数据的广播会造成终端1/2/3的带宽负担，而终端4面对多个低速终端的数据触发时，将不停的启动数据发送过程，而每次的净荷数目可能不能将AFDX信号的有效净荷填满，从而浪费有效的带宽。
在现有技术中，分别使用ARINC429与AFDX两种协议的装置之间数据传输的效率较低，对于该问题，目前尚未提出有效解决方案。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种数据传输方法和数据传输装置，以解决现有技术中分别使用ARINC429与AFDX两种协议的装置之间数据传输的效率较低的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种数据传输方法。
本发明的数据传输方法包括：接收第一种格式的数据帧；将接收的一个或多个所述第一种格式的数据帧中的净荷数据以及该净荷数据的传输目的地标识添加到第二种格式的数据帧中；发送所述第二种格式的数据帧。
进一步地，发送所述第二种格式的数据帧之前，还包括：将接收的一个或多个所述第一种格式的数据帧的时间戳添加到第二种格式的数据帧中。
进一步地，所述第一种格式的数据帧包括ARINC429数据帧；所述第二种格式的数据帧包括AFDX数据帧。
根据本发明的另一方面，提供了一种数据传输装置。
本发明的数据传输装置包括：一个或多个接收模块，所述接收模块用于接收第一种格式的数据帧；处理模块，用于将所述接收模块接收的一个或多个所述第一种格式的数据帧中的净荷数据以及该净荷数据的传输目的地标识添加到第二种格式的数据帧中；发送模块，用于发送所述第二种格式的数据帧。
进一步地，所述处理模块还用于将所述接收模块接收的一个或多个所述第一种格式的数据帧的时间戳添加到所述第二种格式的数据帧中。
进一步地，所述接收模块还用于接收ARINC429数据帧；所述处理模块还用于将所述接收模块接收的一个或多个ARINC429数据帧中的净荷数据以及该净荷数据的传输目的地标识添加到AFDX数据帧中；所述发送模块还用于发送AFDX数据帧。
根据本发明的又一方面，提供了一种数据传输方法。
本发明的数据传输方法包括：接收第二种格式的数据帧，所述第二种格式的数据帧中包含一个或多个数据传输目的地标识和一组或多组待传输数据；从所述第二种格式的数据帧中提取所述待传输数据，再根据所述数据传输目的地标识分别封装为一个或多个第一种格式的数据帧然后发送。
进一步地，所述第一种格式的数据帧包括ARINC429数据帧；所述第二种格式的数据帧包括AFDX数据帧，所述待传输数据封装在AFDX数据帧的净荷部分。
根据本发明的又一方面，提供了一种数据传输装置。
本发明的数据传输装置包括：接收模块，用于接收第二种格式的数据帧，所述第二种格式的数据帧中包含一个或多个数据传输目的地标识和一组或多组待传输数据；提取模块，用于从所述第二种格式的数据帧中提取所述待传输数据然后根据所述数据传输目的地标识分别封装为一个或多个第一种格式的数据帧；发送模块，用于发送所述提取模块封装的数据帧。
进一步地，所述接收模块还用于接收AFDX数据帧，所述AFDX数据帧中包含一个或多个数据传输目的地标识和一组或多组待传输数据；所述提取模块还用于从所述AFDX数据帧中提取所述待传输数据然后根据所述数据传输目的地标识分别封装为一个或多个ARINC429数据帧。
根据本发明的技术方案，通过提取一种格式数据帧的净荷信息，获得发送的目的地和数据；或将多个某种格式数据帧封装填入另一种格式数据帧的净荷部分，使得两种格式的数据能够直接的进行转换，而不需要复杂的网络协商过程，有助于解决ARINC429与AFDX两种协议的装置之间数据传输的效率较低的问题，从而实现航空电子数据的高效转换，提高了***性能和带宽的利用率。
附图说明
说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据现有技术中ARINC429的数据格式的示意图；
图2是根据现有技术中AFDX的数据格式的示意图；
图3是根据现有技术的简化的ARINC429与AFDX互通的装置；
图4是根据本发明实施例的数据传输方法的主要步骤的流程图；
图5是根据本发明实施例的将ARINC429数据封装为AFDX数据包的示意图；
图6是根据本发明实施例的数据传输装置的示意图；
图7是根据本发明实施例的另一种数据传输方法的示意图；
图8是根据本发明实施例的从AFDX数据帧中提取ARINC429数据的示意图；
图9是根据本发明实施例的另一种数据传输装置的示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
图4是根据本发明实施例的数据传输方法的主要步骤的流程图，如图4所示，该方法主要包括如下步骤：
步骤S41：接收第一种格式的数据帧；
步骤S43：将接收的一个或多个第一种格式的数据帧中的净荷数据以及该净荷数据的传输目的地标识添加到第二种格式的数据帧中；
步骤S45：发送第二种格式的数据帧。
根据上述步骤，能够实现将多个第一种格式的数据帧封装在一个第二种格式的数据帧中然后发送，这样，基于两种协议从而使用两种格式的数据的***之间在互通数据时，不需要网络协商过程；并且多个第一种格式的数据帧能够合并至一个第二种格式的数据帧中进行发送，有效利用了带宽，因此有助于提高分别使用两种协议的***之间数据传输的效率。
图4的流程可以应用于ARINC429总线终端与AFDX总线终端的数据交换中。图5是根据本发明实施例的将ARINC429数据封装为AFDX数据包的示意图。在发送端为ARINC429总线终端、接收端为AFDX总线终端的数据传输过程中，网关对接收到的数据进行转换，重新封装并转发，具体过程如下：
(1)所有的ARINC429总线接收端口接收数据，并记录下数据到来时刻；
(2)按照节拍，网关轮询检查各ARINC429总线端口的接收数据缓冲区，并对于有效通道进行标识；
(3)多个有效的ARINC429数据及时间戳信息，按照如图5所示的顺序被合并成一个AFDX数据的净荷数据包；同时，修改有效通道信息，以方便AFDX端的进一步处理。
图6是根据本发明实施例的数据传输装置的示意图。该装置可以设置在网关或者网络交换装置中。如图6所示，数据传输装置60主要包括一个或多个接收模块61(图中以省略方式示出多个)、处理模块62、发送模块63。
接收模块61用于接收第一种格式的数据帧。处理模块62用于将接收模块61接收的一个或多个第一种格式的数据帧中的净荷数据以及该净荷数据的传输目的地标识添加到第二种格式的数据帧中。发送模块63用于发送第二种格式的数据帧。处理模块62还可用于将接收模块61接收的一个或多个第一种格式的数据帧的时间戳添加到第二种格式的数据帧中。
处理模块62的一种可选结构是包括交换单元和封装单元，其中交换单元用于从多个接收模块中提取第一种格式的数据帧中的净荷数据；封装单元用于将交换单元提取的一个或多个第一种格式的数据帧中的净荷数据以及该净荷数据的传输目的地标识添加到第二种格式的数据帧中。
接收模块61可用于接收ARINC429数据帧；处理模块62还可用于将所述接收模块接收的一个或多个ARINC429数据帧中的净荷数据以及该净荷数据的传输目的地标识添加到AFDX数据帧中；发送模块63还可用于发送AFDX数据帧。这样，数据传输装置60可用于ARINC429总线与AFDX总线之间的数据通信。
图7是根据本发明实施例的另一种数据传输方法的示意图。如图7所示，该方法主要包括如下步骤：
步骤S71：接收第二种格式的数据帧。在本步骤中，第二种格式的数据帧中包含一个或多个数据传输目的地标识和一组或多组待传输数据。
步骤S73：从第二种格式的数据帧中提取待传输数据。
步骤S75：根据数据传输目的地标识将待传输数据分别封装为一个或多个第一种格式的数据帧。
步骤S77：发送封装后的数据帧。
从上述步骤中可以看出，通过提取一种格式数据帧的净荷信息，获得发送的目的地和数据，从而使两种格式的数据能够直接的进行转换，不需要复杂的网络协商过程，有助于提高数据在使用两种格式的***之间进行传输的效率。
在图7所示的流程中，第一种格式的数据帧可以包括ARINC429数据帧；第二种格式的数据帧可包括AFDX数据帧，步骤S73的待传输数据封装在AFDX数据帧的净荷部分。这样，图7所示的流程可适用于ARINC429总线和AFDX总线之间的数据传输。如图8所示，图8是根据本发明实施例的从AFDX数据帧中提取ARINC429数据的示意图。结合图8，发送端为AFDX总线终端，接收端为ARINC429总线终端，AFDX总线终端将发往ARINC429总线终端的一组或多组数据封装在图8中的AFDX数据帧中(如图中方框81所示)然后发送给网关，网关对接收到的数据进行转换，提取核心层数据发送到对应的终端区。具体过程如下：
(1)AFDX总线接收端口接收数据；
(2)提取有效通道信息；
(3)提取净荷中的ARINC429数据，并根据通道信息发送到对应终端。
图9是根据本发明实施例的另一种数据传输装置的示意图。如图9所示，数据传输装置90主要包括接收模块91、提取模块92和发送模块93，其中接收模块91用于接收第二种格式的数据帧，该第二种格式的数据帧中包含一个或多个数据传输目的地标识和一组或多组待传输数据；提取模块92用于从第二种格式的数据帧中提取待传输数据然后根据数据传输目的地标识分别封装为一个或多个第一种格式的数据帧；发送模块93用于发送提取模块92封装的数据帧。
进一步地，接收模块91还可用于接收AFDX数据帧，该AFDX数据帧中包含一个或多个数据传输目的地标识和一组或多组待传输数据；提取模块92还可用于从AFDX数据帧中提取所述待传输数据然后根据所述数据传输目的地标识分别封装为一个或多个ARINC429数据帧。
根据本发明实施例的技术方案，通过提取一种格式数据帧的净荷信息，获得发送的目的地和数据；或将多个某种格式数据帧封装填入另一种格式数据帧的净荷部分，使得两种格式的数据能够直接的进行转换，而不需要复杂的网络协商过程，有助于解决ARINC429与AFDX两种协议的装置之间数据传输的效率较低的问题，从而实现航空电子数据的高效转换，提高了***性能和带宽的利用率。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种数据传输方法，其特征在于，包括：
接收第一种格式的数据帧；
将接收的一个或多个所述第一种格式的数据帧中的净荷数据以及该净荷数据的传输目的地标识添加到第二种格式的数据帧中；
发送所述第二种格式的数据帧。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，发送所述第二种格式的数据帧之前，还包括：将接收的一个或多个所述第一种格式的数据帧的时间戳添加到第二种格式的数据帧中。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
所述第一种格式的数据帧包括ARINC429数据帧；
所述第二种格式的数据帧包括AFDX数据帧。
4.一种数据传输装置，其特征在于，包括：
一个或多个接收模块，所述接收模块用于接收第一种格式的数据帧；
处理模块，用于将所述接收模块接收的一个或多个所述第一种格式的数据帧中的净荷数据以及该净荷数据的传输目的地标识添加到第二种格式的数据帧中；
发送模块，用于发送所述第二种格式的数据帧。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述处理模块还用于将所述接收模块接收的一个或多个所述第一种格式的数据帧的时间戳添加到所述第二种格式的数据帧中。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，
所述接收模块还用于接收ARINC429数据帧；
所述处理模块还用于将所述接收模块接收的一个或多个ARINC429数据帧中的净荷数据以及该净荷数据的传输目的地标识添加到AFDX数据帧中；
所述发送模块还用于发送AFDX数据帧。
7.一种数据传输方法，其特征在于，包括：
接收第二种格式的数据帧，所述第二种格式的数据帧中包含一个或多个数据传输目的地标识和一组或多组待传输数据；
从所述第二种格式的数据帧中提取所述待传输数据，再根据所述数据传输目的地标识分别封装为一个或多个第一种格式的数据帧然后发送。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
所述第一种格式的数据帧包括ARINC429数据帧；
所述第二种格式的数据帧包括AFDX数据帧，所述待传输数据封装在AFDX数据帧的净荷部分。
9.一种数据传输装置，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收第二种格式的数据帧，所述第二种格式的数据帧中包含一个或多个数据传输目的地标识和一组或多组待传输数据；
提取模块，用于从所述第二种格式的数据帧中提取所述待传输数据然后根据所述数据传输目的地标识分别封装为一个或多个第一种格式的数据帧；
发送模块，用于发送所述提取模块封装的数据帧。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，
所述接收模块还用于接收AFDX数据帧，所述AFDX数据帧中包含一个或多个数据传输目的地标识和一组或多组待传输数据；
所述提取模块还用于从所述AFDX数据帧中提取所述待传输数据然后根据所述数据传输目的地标识分别封装为一个或多个ARINC429数据帧。
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