一种基于SpaceWire的高可靠多播系统的制作方法

本发明涉及一种基于spacewire的高可靠多播系统，用于星载电子设备之间的数据传输，属于集成电路设计领域。

背景技术：

1、随着航天领域微电子技术的不断高速发展，空间综合系统中各种硬件连接与数据通讯量变得越来越丰富。多播技术由于具有网络利用率高、可拓展性强等优点，正在星载电子通信中发挥越来越大的作用。然而在实际应用中，多播传输可能存在端口接收错误等问题，对数据的可靠性产生巨大影响。因此，实现多播功能的高可靠性传输至关重要。

2、spacewire路由器由一定数量链接接口单元和路由单元构成，为满足航天器有效荷载间高速数据多路传输的未来需求而设计。目前，spacewire路由的典型产品是cobham公司的gr718b，该电路具备抗辐射功能且具有18个spacewire端口的路由器，非常适合太空环境和其他相关应用场合。通过18个外部spacewire端口、1个内部配置端口和1个内部系统级测试端口相连协作，构成了spacewire链路、节点、路由等配置，实现用ecss-e-st-50-12c标准的远程内存访问协议(rmap)对配置和状态寄存器及路由表的访问。

3、但spacewire路由器gr718b在应用中主要存在以下问题：

4、spacewire路由器gr718b在进行多播传输数据时，没有提供spacewire外部端口接收数据的可靠方式，以保证数据可以完全被成功接收；spacewire路由器gr718b只有18个spacewire外部端口，未来将无法满足更加丰富的电子设备数据传输，多播能力收到限制。

技术实现思路

1、本发明的技术解决问题是：在现有技术的基础上，对技术不足之处针对性提供一种基于spacewire的高可靠多播系统。通过构建spacewire数据接收错误寄存器组、自动重传选择模块及重发数据包备份模块的协作机制，实现多播数据错误传输状态下的反馈重传机制；通过增加外部spacewire端口的数量，以增强路由器的多播传输能力。

2、本发明采用的技术方案是：

3、如图1所示，本发明一种基于spacewire的高可靠多播系统，包括：路由表、多播寄存器组、重发数据包备份模块、spacewire数据接收错误寄存器组、自动重传选择模块、接收数据包spacewire接口spw1、发送数据包spacewire接口spw2,…,spwn；

4、所述的路由表实现数据包逻辑地址到物理端口的映射；

5、所述的多播寄存器组，即一组spacewire端口配置寄存器，一共包含n-1个寄存器，用于目的端口的多播使能设置，以便数据包路由到相应目的端口；

6、所述的spacewire数据接收错误寄存器组接收来自发送数据包spacewire接口的异常信号，该异常信号传递到路由表，令路由表再次多播发送数据包给目的端口；

7、所述的自动重传选择模块，只有在目的端口接收数据包发生错误时才会被触发；该模块具有两种模式：正常模式和异常模式，其中当数据接收正常时，处于正常模式；当数据接收发生错误时，即自动重传选择模块接收来自发送数据包spacewire接口的异常信号时，自动重传选择模块自动进入异常模式；

8、所述的重发数据包备份模块是一个缓存模块，接收数据包spacewire接口spw1发送数据到两个方向：一个是路由表，之后会继续发送到目的端口；另一个是重发数据包备份模块，用于缓存数据包，且每次缓存一个数据包，缓存数据包即为自动重传选择模块异常模式时数据重发的数据来源。

9、进一步的，路由表的每一个逻辑地址都对应一组物理端口，用以实现组自适应路由；当带有逻辑地址的数据包到达路由器，路由控制逻辑将查找路由表以决定数据包的目的端口，一旦端口地址确定且端口已准备好，数据包路由到该端口。

10、进一步的，所述的路由表与多播寄存器组协同控制进行多播数据的发送，路由表包含n-1个确定逻辑地址仲裁的目的端口的请求位，若位2置位，则spw2将被请求，以此类推，将路由表中的多位置位，则输入数据包路由将有更多的目的端口供选择；多播寄存器组包含n-1个相应被请求的目的端口使能bit位，多播寄存器组中对应spw2寄存器的多播使能位置位，则spw2将被多播使能，以此类推，将多播寄存器组中的多个寄存器的使能位置位，则多个发送数据包spacewire接口被多播使能，接受请求发送数据。

11、进一步的，路由表为一个自适应路由表寄存器，每个寄存器是32位宽，其中位0是保留位且永远置0，位2至位31是确定逻辑地址仲裁的目的端口位，该位初始值为0，若置1则表示对相应的发送数据包spacewire接口进行多播发送数据；位2对应spw2的多播发送数据，位3对应spw3的多播发送数据，以此类推，位31对应spw31的多播发送数据。

12、进一步的，所述的多播寄存器组是一个包含31个32位宽的寄存器组，其中每个寄存器的位6是发送数据包spacewire接口多播使能位，该位初始值为0，若置1则表示相应的spacewire端口可以进行。

13、进一步的，所述的路由表与spacewire数据接收错误寄存器组协同控制进行多播数据的发送，路由表包含n-1个确定逻辑地址仲裁的目的端口的请求位，位2置位，则spw2将被请求，以此类推，将组自适应路由表中的多位置位，则输入数据包路由将有更多的目的端口供选择；spacewire数据接收错误寄存器组包含对应n-1个目的端口错误标志位的寄存器，若对应目的端口spw2的相应错误位置位，则表明spw2接收数据产生错误，以此类推，若spacewire数据接收错误寄存器组中多个寄存器的相应错误位置位，则多个发送数据包spacewire接口数据接收错误；只要出现一个或多个错误位置位，则路由表和多播寄存器组重复此个目的端口或此些目的端口位的多播配置。

14、进一步的，所述的spacewire数据接收错误寄存器组是一个包含31个32位宽的寄存器组，其中每个寄存器的位5是spacewire端口数据接收错误位。

15、进一步的，所述的自动重传选择模块和重发数据包备份模块协同工作，自动重传选择模块包含n-1个输入端口，分别对应n-1个spacewire输出端口，只有在重传选择模块输出端口为1时，进入异常模式。与此同时，异常信号“1”启动重发数据包备份模块，将备份的数据包发送给路由表。

16、进一步的，自动重传选择模块是一个多路选择器，当外部spacewire端口有一个或者多个发生接收错误时，此选择器输出1且触发重发数据包备份模块，即异常模式；

17、所述的重发数据包备份模块是一个fifo，spw1每次接收数据包时，都会在此fifo中进行备份，且覆盖上次存储的数据信息。

18、进一步的，当n-1个spacewire目的端口中某一个或多个出现接收数据错误时，相应端口错误信号传递给spacewire数据接收错误寄存器组和自动重传选择模块，启动整个重传模块；所述重传模块包括重发数据包备份模块、spacewire数据接收错误寄存器组、自动重传选择模块。

19、本发明与现有技术相比的优点在于：

20、1、本发明的基于spacewire的高可靠多播功能设计，解决了路由器多播传输数据接收错误时，自动重传的问题，保证了信息传输的高效性与可靠性；

21、2、本发明通过增加spacewire端口的数量，增加了多播的数据输出量，提高了路由器的传输能力。