时间触发网络的流量调度软件
发布时间：2021-01-17 15:51
传统以太网中,若同一网络终端的多个应用程序同时向链路传输多个消息,这会导致多个消息竞争同一链路资源,消息的传输时间将出现不确定性。当网络中的交换机需要同时向同一个网络终端发送多条消息时,消息在缓存队列中排队发送,同样将造成消息传输的不确定性延时。传统以太网数据传输的时间不确定性,并不能满足那些对消息传输实时性和确定性要求很高的实时系统的需要。时间触发以太网在标准以太网的基础上,创造性地加入了时间触发概念,通过时分多址（Time Division Multiple Access,TDMA）策略,配合时间触发调度算法,为每个时间触发业务分配无冲突的时隙,可避免数据帧争用物理链路,保证了网络实时性,满足实时传输业务对于实时性和关键性的高要求。本文对时间触发网络（Time-Triggered Ethernet,TTE）中周期性消息的调度问题进行了研究,提出了消息调度算法并实现了消息调度表生成软件,并在Linux系统上实现了网络终端上层应用程序和设备驱动程序,完成了上层软件和底层硬件数据的交互。本文主要工作包括:1)为网络信息和TT消息建立模型,提出了消息调度算法,该算法使用最大匹配算法进行TT...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SAEAS6802协议时间同步的步骤
这表示消息 Y 在周期发送过程中，它占据的时间点都是从周期最开始的时间加Offset_Y 得到的。从图上我们可以看出，每个 TT 消息独占调度表中确定好的偏移量对应的时间间隔，并呈周期性占用。这样就可以保证每个消息确定性地发送和接收。对于消息调度算法，就是要保证网络中所有的时间触发消息都可以得到自己在网络中发送和接收的周期偏移，并且每个消息独占的消息传输间隔都是自己独占，不能跟其他消息有冲突，这样就可以保证每个 TT 消息确定性地发送和接收。这样借助于周期偏移量概念就可以完全确定每一个 TT 消息的发送和接收时刻。例如消息 Y 在完整调度表中的发送时间点是：Offset_Y + n * Period_Y。同理，消息 X 在完整调度表中的发送时间点是：Offset_X + n * Period_X，其中 n 都表示周期循环的具体次数，n 的值为 0,1,2,3,…。
存在这多个网络终端和多个交换机，我们主要看网络终端ES1、ES2和交换机SW1。假设网络中存在着任务流M1、M2、M3、M4。任务流M1向M3发送时间触发消息m1，任务流M2向M4发送时间触发消息m2。TT消息首先需要在底层被封装成TT帧，然后再进行发送。例如TT消息m1被封装成TT帧，然后保存在缓存Buffer1里面。在每一个网络设备的底层硬件中都需要处理TT消息的帧接收模块和帧发送模块。帧接收模块对照该网络设备的接收调度表中的接收时间点来判断TT帧的接收是都合理，帧发送模块，则对照发送调度表中的发送时间点来对TT帧进行发送。图2-7TT消息在网络中传输的示例
【参考文献】：
期刊论文
[1]应用约束下时间触发消息调度表的生成方法[J]. 李刚,李峭. 计算机工程与设计. 2017(07)
[2]机载时间触发光网络的设计与实时性分析[J]. 熊颖,陈俊延,何锋,熊华钢,刘成. 北京航空航天大学学报. 2017(12)
[3]改进的TT-RMS调度表生成算法[J]. 张超,南建国,褚文奎,代西超. 空军工程大学学报(自然科学版). 2016(06)
[4]基于混合遗传算法的TTE静态调度表生成设计[J]. 李炳乾,王勇,谭小虎,刘达. 电子技术应用. 2016(10)
[5]TT-RMS:时间触发网络通信表生成算法[J]. 徐晓飞,曹晨,郭骏,刘忠伟. 北京航空航天大学学报. 2015(08)
[6]EDF调度算法可调度性分析方法的改进研究[J]. 袁暋,檀明,周晶晶. 计算机应用研究. 2013(08)
[7]非抢占式EDF算法下周期性任务的最小相对截止期计算[J]. 檀明,魏臻,韩江洪. 计算机应用研究. 2012(02)
[8]时间触发以太网同步及调度机制的研究[J]. 刘晚春,李峭,何锋,熊华钢. 航空计算技术. 2011(04)
[9]基于Linux平台PCI设备驱动程序设计[J]. 向涵. 电脑知识与技术. 2011(09)
[10]基于AFDX的航空电子通信网络的设计[J]. 叶佳字,陈晓刚,张新家. 测控技术. 2008(06)
硕士论文
[1]时间触发以太网交换机设计[D]. 高鹏飞.西安电子科技大学 2014
本文编号：2983163
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SAEAS6802协议时间同步的步骤
这表示消息 Y 在周期发送过程中，它占据的时间点都是从周期最开始的时间加Offset_Y 得到的。从图上我们可以看出，每个 TT 消息独占调度表中确定好的偏移量对应的时间间隔，并呈周期性占用。这样就可以保证每个消息确定性地发送和接收。对于消息调度算法，就是要保证网络中所有的时间触发消息都可以得到自己在网络中发送和接收的周期偏移，并且每个消息独占的消息传输间隔都是自己独占，不能跟其他消息有冲突，这样就可以保证每个 TT 消息确定性地发送和接收。这样借助于周期偏移量概念就可以完全确定每一个 TT 消息的发送和接收时刻。例如消息 Y 在完整调度表中的发送时间点是：Offset_Y + n * Period_Y。同理，消息 X 在完整调度表中的发送时间点是：Offset_X + n * Period_X，其中 n 都表示周期循环的具体次数，n 的值为 0,1,2,3,…。
存在这多个网络终端和多个交换机，我们主要看网络终端ES1、ES2和交换机SW1。假设网络中存在着任务流M1、M2、M3、M4。任务流M1向M3发送时间触发消息m1，任务流M2向M4发送时间触发消息m2。TT消息首先需要在底层被封装成TT帧，然后再进行发送。例如TT消息m1被封装成TT帧，然后保存在缓存Buffer1里面。在每一个网络设备的底层硬件中都需要处理TT消息的帧接收模块和帧发送模块。帧接收模块对照该网络设备的接收调度表中的接收时间点来判断TT帧的接收是都合理，帧发送模块，则对照发送调度表中的发送时间点来对TT帧进行发送。图2-7TT消息在网络中传输的示例
【参考文献】：
期刊论文
[1]应用约束下时间触发消息调度表的生成方法[J]. 李刚,李峭. 计算机工程与设计. 2017(07)
[2]机载时间触发光网络的设计与实时性分析[J]. 熊颖,陈俊延,何锋,熊华钢,刘成. 北京航空航天大学学报. 2017(12)
[3]改进的TT-RMS调度表生成算法[J]. 张超,南建国,褚文奎,代西超. 空军工程大学学报(自然科学版). 2016(06)
[4]基于混合遗传算法的TTE静态调度表生成设计[J]. 李炳乾,王勇,谭小虎,刘达. 电子技术应用. 2016(10)
[5]TT-RMS:时间触发网络通信表生成算法[J]. 徐晓飞,曹晨,郭骏,刘忠伟. 北京航空航天大学学报. 2015(08)
[6]EDF调度算法可调度性分析方法的改进研究[J]. 袁暋,檀明,周晶晶. 计算机应用研究. 2013(08)
[7]非抢占式EDF算法下周期性任务的最小相对截止期计算[J]. 檀明,魏臻,韩江洪. 计算机应用研究. 2012(02)
[8]时间触发以太网同步及调度机制的研究[J]. 刘晚春,李峭,何锋,熊华钢. 航空计算技术. 2011(04)
[9]基于Linux平台PCI设备驱动程序设计[J]. 向涵. 电脑知识与技术. 2011(09)
[10]基于AFDX的航空电子通信网络的设计[J]. 叶佳字,陈晓刚,张新家. 测控技术. 2008(06)
硕士论文
[1]时间触发以太网交换机设计[D]. 高鹏飞.西安电子科技大学 2014
本文编号：2983163
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