傳統(tǒng)以太網(wǎng)中,若同一網(wǎng)絡(luò)終端的多個(gè)應(yīng)用程序同時(shí)向鏈路傳輸多個(gè)消息,這會導(dǎo)致多個(gè)消息競爭同一鏈路資源,消息的傳輸時(shí)間將出現(xiàn)不確定性。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)需要同時(shí)向同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)終端發(fā)送多條消息時(shí),消息在緩存隊(duì)列中排隊(duì)發(fā)送,同樣將造成消息傳輸?shù)牟淮_定性延時(shí)。傳統(tǒng)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間不確定性,并不能滿足那些對消息傳輸實(shí)時(shí)性和確定性要求很高的實(shí)時(shí)系統(tǒng)的需要。時(shí)間觸發(fā)以太網(wǎng)在標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的基礎(chǔ)上,創(chuàng)造性地加入了時(shí)間觸發(fā)概念,通過時(shí)分多址（Time Division Multiple Access,TDMA）策略,配合時(shí)間觸發(fā)調(diào)度算法,為每個(gè)時(shí)間觸發(fā)業(yè)務(wù)分配無沖突的時(shí)隙,可避免數(shù)據(jù)幀爭用物理鏈路,保證了網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性,滿足實(shí)時(shí)傳輸業(yè)務(wù)對于實(shí)時(shí)性和關(guān)鍵性的高要求。本文對時(shí)間觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)（Time-Triggered Ethernet,TTE）中周期性消息的調(diào)度問題進(jìn)行了研究,提出了消息調(diào)度算法并實(shí)現(xiàn)了消息調(diào)度表生成軟件,并在Linux系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)終端上層應(yīng)用程序和設(shè)備驅(qū)動程序,完成了上層軟件和底層硬件數(shù)據(jù)的交互。本文主要工作包括:1)為網(wǎng)絡(luò)信息和TT消息建立模型,提出了消息調(diào)度算法,該算法使用最大匹配算法進(jìn)行TT... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：104 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

SAEAS6802協(xié)議時(shí)間同步的步驟

這表示消息 Y 在周期發(fā)送過程中，它占據(jù)的時(shí)間點(diǎn)都是從周期最開始的時(shí)間加Offset_Y 得到的。從圖上我們可以看出，每個(gè) TT 消息獨(dú)占調(diào)度表中確定好的偏移量對應(yīng)的時(shí)間間隔，并呈周期性占用。這樣就可以保證每個(gè)消息確定性地發(fā)送和接收。對于消息調(diào)度算法，就是要保證網(wǎng)絡(luò)中所有的時(shí)間觸發(fā)消息都可以得到自己在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送和接收的周期偏移，并且每個(gè)消息獨(dú)占的消息傳輸間隔都是自己獨(dú)占，不能跟其他消息有沖突，這樣就可以保證每個(gè) TT 消息確定性地發(fā)送和接收。這樣借助于周期偏移量概念就可以完全確定每一個(gè) TT 消息的發(fā)送和接收時(shí)刻。例如消息 Y 在完整調(diào)度表中的發(fā)送時(shí)間點(diǎn)是：Offset_Y + n * Period_Y。同理，消息 X 在完整調(diào)度表中的發(fā)送時(shí)間點(diǎn)是：Offset_X + n * Period_X，其中 n 都表示周期循環(huán)的具體次數(shù)，n 的值為 0,1,2,3,…。

存在這多個(gè)網(wǎng)絡(luò)終端和多個(gè)交換機(jī)，我們主要看網(wǎng)絡(luò)終端ES1、ES2和交換機(jī)SW1。假設(shè)網(wǎng)絡(luò)中存在著任務(wù)流M1、M2、M3、M4。任務(wù)流M1向M3發(fā)送時(shí)間觸發(fā)消息m1，任務(wù)流M2向M4發(fā)送時(shí)間觸發(fā)消息m2。TT消息首先需要在底層被封裝成TT幀，然后再進(jìn)行發(fā)送。例如TT消息m1被封裝成TT幀，然后保存在緩存Buffer1里面。在每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的底層硬件中都需要處理TT消息的幀接收模塊和幀發(fā)送模塊。幀接收模塊對照該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的接收調(diào)度表中的接收時(shí)間點(diǎn)來判斷TT幀的接收是都合理，幀發(fā)送模塊，則對照發(fā)送調(diào)度表中的發(fā)送時(shí)間點(diǎn)來對TT幀進(jìn)行發(fā)送。圖2-7TT消息在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)氖纠?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]應(yīng)用約束下時(shí)間觸發(fā)消息調(diào)度表的生成方法[J]. 李剛,李峭.  計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2017(07)
[2]機(jī)載時(shí)間觸發(fā)光網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與實(shí)時(shí)性分析[J]. 熊穎,陳俊延,何鋒,熊華鋼,劉成.  北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(12)
[3]改進(jìn)的TT-RMS調(diào)度表生成算法[J]. 張超,南建國,褚文奎,代西超.  空軍工程大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(06)
[4]基于混合遺傳算法的TTE靜態(tài)調(diào)度表生成設(shè)計(jì)[J]. 李炳乾,王勇,譚小虎,劉達(dá).  電子技術(shù)應(yīng)用. 2016(10)
[5]TT-RMS:時(shí)間觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)通信表生成算法[J]. 徐曉飛,曹晨,郭駿,劉忠偉.  北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(08)
[6]EDF調(diào)度算法可調(diào)度性分析方法的改進(jìn)研究[J]. 袁暋,檀明,周晶晶.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2013(08)
[7]非搶占式EDF算法下周期性任務(wù)的最小相對截止期計(jì)算[J]. 檀明,魏臻,韓江洪.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2012(02)
[8]時(shí)間觸發(fā)以太網(wǎng)同步及調(diào)度機(jī)制的研究[J]. 劉晚春,李峭,何鋒,熊華鋼.  航空計(jì)算技術(shù). 2011(04)
[9]基于Linux平臺PCI設(shè)備驅(qū)動程序設(shè)計(jì)[J]. 向涵.  電腦知識與技術(shù). 2011(09)
[10]基于AFDX的航空電子通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)[J]. 葉佳字,陳曉剛,張新家.  測控技術(shù). 2008(06)

碩士論文
[1]時(shí)間觸發(fā)以太網(wǎng)交換機(jī)設(shè)計(jì)[D]. 高鵬飛.西安電子科技大學(xué) 2014



本文編號：2983163