限时令牌网络实时特性的关键参数研究

针对限时令牌网络消息传输的实时性问题 ,建立了网络和消息模型 ,指出影响网络实时性能的关键参数 ,并依据线性令牌传递网络 ( L TPB)的消息调度原则推导出其关键参数的数学表达 ,最后 ,对限时令牌网络典型代表光纤分布式数据接口网络 ( FDDI)和 L TPB的实时特性进行了分析比较     

软件定义时间触发网络的调度算法优化

软件定义时间触发以太网（TTE）作为优化航空电子系统中消息调度的一种新模式，其动态在线调度算法必须尽力保证任何情况下所有消息的传输确定性。针对时间触发（TT）消息调度间隔小于消息帧长（小时隙）时，速率约束RC消息延迟增大、传输确定性降低的问题，对TT消息调度算法进行改进。首先，构建了TTE的系统模型，阐明了最小延迟（MID）调度算法和背靠背（B2B）调度算法的机制；然后在其基础上提出了大孔隙（MAV）调度算法，以减少（RC）消息的等待延迟；最后，利用OMNeT++实验分析这3种调度算法的性能。实验结果表明:当无小时隙TT消息时，B2B算法的消息延迟最大、MAV调度算法和MID调度算法的消息延迟接近。当有小时隙TT消息时，MAV调度算法的消息传输确定性更好，相比于MID调度算法，MAV调度算法下RC消息的传输确定性提高了87.3%。      

航空电子微距太赫兹互连DRR访问容量分析

为了减轻机载电子系统线缆和连接器的重量,减小其体积并降低维护成本,在航空电子组件的电路板或芯片之间,可以采用太赫兹通信技术实现厘米量级的微距互连。采用开关键控（OOK）调制和非相干解调实现点到点太赫兹互连,给出了数据速率、数据包长度等参数的设计方法,进而构建包含用户节点和簇头节点的半双工多路访问分簇网络架构。在簇内用户节点到簇头节点的介质访问控制协议中采用赤字轮询（DRR）机制,并采用随机网络演算（SNC）方法得到概率保证意义下多路访问的有效服务容量,分析了阻塞干扰对DRR服务曲线的影响。分析和算例表明,DRR访问在保证实时性能界限的条件下兼顾了多路访问的灵活性,满足航空电子微小型化组件之间太赫兹通信和分簇组网的需求。     

综合化航空电子分区隔离的建模与设计方法

分区技术是航空电子系统综合化模块化发展中不可缺少的技术.针对航空电子系统安全关键性的要求,基于ARINC653标准,提出了分层分区的体系结构模型,该模型实现了不同安全关键级别应用软件之间的隔离.为了满足航空电子系统强实时可预测性的约束,双层分区模型中系统层采用轮转调度策略,区间层采用单调速率调度策略.然后对分区任务进行可调度分析,在充分保证航空电子系统强实时的前提下,提出了分区关键参数的设计方法,并推导了最坏情况下的系统可调度利用率.计算机仿真结果表明,该方法在保证实时性的同时,能支持更多的系统负载,具有优越性.      

基于动态优先级的核心处理安全分区优化设计

在分区管理模型应用于航空电子核心处理系统的研究中,合理的分区参数设计是保障航空电子系统任务关键和安全关键的一个重要因素.在标准模型的基础上,建立了上层调度器采用动态优先级调度策略的分区管理模型;通过对处理器忙周期进行考察,提出了给定请求时间长度下分区最大抢占影响的计算算法,能从微观的角度解释动态优先级下原子时间抢占行为的影响;通过对分区内任务集的计算负载进行计算,并考虑到计算负载在分区最后一次执行时间内的请求执行时间长度带来的抢占影响,得到了下层调度器采用固定优先级和动态优先级策略下的分区安全设计方法;通过计算仿真评估,结果表明提出的安全分区设计方法比基于虚拟处理资源方法具有更优的设计结果.      

航空电子全双工交换式以太网标准研究

介绍AFDX的标准化文档ARINC 664系列规范的构成与发展过程,以及国内外在交换式以太网的平台电子应用领域的研究和标准化的进展情况,重点阐述为了适用航空电子"(时间)确定性网络"的需求,相关的规范(主要是ARINC 664第7部分)对网络流量控制与调度机制的实时性能保证机制的标准化规定,并展望经过实时性能改造的交换式以太网技术及其标准化工作在我国发展大中型飞机中的应用前景。     

AFDX交换机在强实时条件下的分组调度

研究了航空电子全双工交换式以太网(AFDX,Avionics Full Duplex Switched Ethernet)交换机分组调度方法的实时性能,采用实时通信中的周期性任务模型,依据AFDX协议"确定性网络"中关于交换机支持双优先级消息调度原则,推导出了相应的交换机关键参数的数学表达,提出了强实时约束下基于双优先级调度的负载匹配的分组调度方法(DP-LM,Dual Priority-Load Match),比较了单/双优先级分组调度的不同(消息调度、关键参数和匹配方法),算例结果表明:由于低优先级消息的引入将会对高优先级消息的实时传输产生重要影响.     

一种光纤通道轻量IP上层协议

在光纤通道网络平台上选用一种可用于性能测试的上层协议是网络测试手段的关键.IP上层协议技术已经十分成熟,在IP上层协议的基础上提出了一种光纤通道轻量IP上层协议,详细地规定了轻量IP上层协议的通信模式和数据格式。利用光纤通道接口设备IP驱动程序,通过中间层驱动插入的方法实现了光纤通道轻量IP上层协议的数据通信,并通过FC分析仪检测到实现结果符合设计的要求.最后分析了轻量IP上层协议短消息传输效率高、通信模式灵活简便、节点标识易于实现的优点,所以轻量IP上层协议适用于光纤通道网络性能的测试.      

令牌传递网络节点消息缓冲容量的确定方法

在网络系统中,节点缓冲区内消息发生覆盖或溢出会造成消息的丢失,对于限时令牌网络,节点消息发送时间和消息缓冲容量的分配是影响消息实时性的重要因素.针对令牌传递网络分析了节点消息缓冲机制,说明了消息缓冲容量的确定与网络带宽分配方法的关系,并提出了消息缓冲容量的确定方法,导出了避免消息覆盖或溢出所需的最大发送和接收缓冲容量余度.指出在消息的产生间隔大于该消息的最大允许的延迟时间和接收节点响应时间的条件下,发送和接收端的消息缓冲容量等于被缓冲消息的长度.