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申请/专利权人：上海零念科技有限公司

摘要：本发明涉及一种单线程DDS协议栈及其实现方法，设计timerevent模块和内存池，用于将DDS协议集成在单核的硬件环境中使用。Timerevent模块和内存池的设计，满足当前汽车应用中ECU内存资源小，功能安全高的需求，解决当前技术无法在ECU中移植和使用DDS协议的痛点。将其应用于自动驾驶系统中的感知、决策和控制模块之间基于服务的通信和数据交换，可以实现高效的实时数据传输和同步，确保各个模块之间的协同工作，提高自动驾驶系统的安全性和可靠性。

主权项：1.一种单线程DDS协议栈，其特征在于，所述协议栈及其平台包括DDS实体对象、CPWrapper模块、斐波那契堆、UDP消息接收接口、PDUR数据接收接口以及内存池，DDS实体对象包括PDP模块、Heartbeat模块、AckNack模块和DataFrag模块、RTPS模块、DDS模块、transport模块；在RTPS模块初始化时，创建PDP模块、Heartbeat模块、AckNack模块、DataFrag模块用于消息发送事件，并将创建的事件插入到斐波那契堆；DDS模块读取数据前，驱动RTPS模块确认当前participant任务队列中最早被调度的事件是否过期，如果过期，则从斐波那契堆中提取最早的事件，并删除斐波那契堆中原事件结点；然后RTPS模块执行最早事件对应的回调函数，即执行前述的PDP模块、Heartbeat模块、AckNack模块或DataFrag模块进行消息发送事件；回调函数执行完毕后，如果当前事件在之后的通信中仍需要调用，并非单次执行事件，则重新调整斐波那契堆，将当前执行完毕的事件结点插入到斐波那契堆；然后循环往复检查participant任务队列中的过期事件，并执行过期事件，直至participant任务队列中过期事件全部处理完毕；Transport模块初始化以及构建时，将transport通道构建为双向循环链表；消息接收处理接口位于DDS模块，DDS模块驱动RTPS模块transport通道通过回调函数监听消息；对于Posix，监听回调函数封装UDP消息接收接口，transport通道将通过UDP消息接收接口监听以太网中的UDP消息，然后RTPS模块再对接收到的UDP消息进行反序列化、质量服务管理以及安全管理处理；对于AUTOSARCP，监听回调函数封装PDUR数据接收接口，CPWrapper模块用于获取LowLayer的PDUR数据，transport通道会通过CPWrapper模块将来自PDUR模块的数据路由给RTPS模块，然后RTPS模块再对接收到的PDUR数据进行反序列化、质量服务管理以及安全管理处理，最后RTPS模块将处理完毕的数据返回到PDUR-RUpLayer；内存池对DDS实体对象不同的实体对象进行了预先分配内存，统一对DDS实体对象的内存管理，使用位集数组来对内存池的使用进行标记和管理，位集数组是一个元素为无符号32位整数的数组，每一位都代表一种状态，内存池使用了个元素为相应类型的实体对象的数组，用来存储实际的元素数据；当从内存池中分配一个DDS实体对象时，从数组中获取一个可用的元素，并将其对应的位集数组的位标记为1，表示已使用；当释放一个DDS实体对象时，将对应的位集数组的位标记为0，表示未使用；在系统初始化时，全局变量池被创建并预先分配足够的内存池空间，当DDS实体对象需要获取内存时，通过位集技术，快速查找未使用的内存块，分配找到的空闲内存块，更新位集信息，返回分配的内存地址；当DDS实体对象完成对内存的使用时，根据释放的内存地址，计算在内存池中的索引，通过位集技术，清除相应的内存块占用标记，释放内存块，针对可能的内存释放两次的情况，进行检查和提醒。

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