时间触发网络的调度方法与实时应用任务研究

发布时间：2017-04-27 10:12

  本文关键词：时间触发网络的调度方法与实时应用任务研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在过去的几十年间,传统以太网以其高带宽,低成本和实现简单等特点,一直是当前运用最广泛的局域网通信协议。然而,正是由于以太网的这些特点,使其无法支持具有时间特性的任务传输。为了兼容实时性与传统以太网的特性,另一种解决方案被提了出来——时间触发以太网。时间触发以太网在保证实时任务传输确定性的同时,忽略了网络传输中的不确定性。这种不确定性会造成数据包在网络传输中的丢失。本文的研究重点,希望通过调度算法的改进,提高实时任务传输的可靠性,并通过实验进行验证。论文的主要工作和贡献如下:1.通过改变时间触发以太网中交换机(称为时间触发以太网交换机)转发数据包的调度方式,设计了无接收窗口(No Receiving Window,No RW)算法,最早截止时间优先(Earliest Deadline First,EDF)算法,优先级(Priority-Based)算法和安全任务(Safety)算法等调度方法。不同的算法适用于不同的应用场景,从不同角度探讨了提高时间触发以太网中任务传输可靠性的方法。2.自主设计了一个小型的时间触发以太网仿真模型,对上述几种算法的正确性与可实施性进行了验证。采用OPNET仿真技术,实现了时间触发以太网中的端系统、交换机和数据链路模型。3.通过设计实验场景与实验数据,验证了本文提出算法的正确性和有效性,进而找出提高实时任务传输可靠性的方法。时间触发以太网运用于航空航天和汽车自动化领域,具有广阔的发展前景。对于时间触发以太网任务传输可靠性的分析与研究,具有较强的实用性和推广价值。
【关键词】：时间触发以太网 传输可靠性 实时任务 任务调度
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP393.11
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 研究背景与意义10-11
• 1.2 国内外的研究现状11-15
• 1.2.1 国外的研究现状12-14
• 1.2.2 国内的研究现状14-15
• 1.3 论文研究的目标与内容15-18
• 1.4 论文结构安排18-20
• 第二章 时间触发以太网概述20-30
• 2.1 时间触发以太网体系架构20-25
• 2.1.1 时间触发以太网体系架构20-24
• 2.1.2 时间触发以太网特性24-25
• 2.2 时间触发以太网部件25-28
• 2.2.1 时间触发以太网交换机25-26
• 2.2.2 时间触发以太网端系统26-27
• 2.2.3 网络传输链路27-28
• 2.3 本章小结28-30
• 第三章 实验平台介绍30-46
• 3.1 仿真平台工具介绍30-33
• 3.2 时间触发以太网交换机模型设计与实现33-39
• 3.2.1 接收控制（receive）功能模块34-36
• 3.2.2 中央控制器（central control）功能模块36-38
• 3.2.3 发送控制（send）功能模块38-39
• 3.3 时间触发以太网端系统模型设计与实现39-41
• 3.4 总结并验证模型的正确性41-44
• 3.5 本章小结44-46
• 第四章 时间触发以太网数学建模与实验46-56
• 4.1 时间触发以太网无冲突调度分析46-48
• 4.2 问题 1：时间触发以太网端到端时延和丢包率48-51
• 4.3 方法 1：NoRW调度算法分析51-55
• NoRW 1 算法51-52
• NoRW 2 算法52-55
• 4.4 本章小结55-56
• 第五章 提高时间触发以太网的传输可靠性56-68
• 5.1 EDF（Earliest Deadline First）调度算法分析56-58
• 5.1.1 问题 2：NoRW算法存在的问题56-57
• 5.1.2 方法 2：讨论EDF算法对传输可靠性的提高57-58
• 5.2 优先级调度算法分析58-61
• 5.2.1 问题 3：EDF存在的问题58
• 5.2.2 方法 3：优先级算法的解决方案58-61
• 5.3 安全任务调度算法分析61-64
• 5.3.1 问题 4：安全任务算法的应用场景61
• 5.3.2 方法 4：安全任务算法介绍61-63
• 5.3.3 安全任务算法分析及总结63-64
• 5.4 补充实验说明64-67
• 5.5 本章小结67-68
• 第六章 总结68-70
• 6.1 主要工作和创新68
• 6.2 研究存在的不足68-70
• 参考文献70-74
• 致谢74-75
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文75-77

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