摘要：为满足无人车技术的不断发展及日趋复杂的车载网络带来的高带宽和高可靠性的使用要求,设计一种车载网络集线器(HUB)。采用时间触发协议(TTP),设计时间触发以太网(TTE)加星型TTP总线的架构。TTE提高数据带宽,在物理层与驱动设备采用点对点的连接方式代替总线型通信方式,提高可靠性,解决总线型通信方式一点断开,整体通信失效的问题。针对HUB的设计做详细阐述,通过实验验证了设计的可行性和可靠性,对车载网络的优化提供了可行的解决途径。

摘要：时间触发机制的引入提高了CAN总线对实时周期性消息的处理能力,然而系统中的非周期性消息具有迸发性、不可预知性和类型复杂的特点,对其传输性能的分析较为困难。该文利用确定随机Petri网理论建立了时间触发CAN总线系统的模型,通过仿真对异步相中非周期性消息传输进行吞吐量和平均延时等性能分析,得出了相应的量化规律,其结论对时间触发CAN总线系统的分析与设计具有指导意义。

摘要：机载网络是航空电子系统实现信息传输与功能综合的关键组成,引入时间触发(TT)机制并安排合理通信调度可以有效保证机载网络实时可靠通信,但需要首先面对多种调度设计方法的选择问题。在总结了时间触发通信过程与特征的基础上,以时间触发以太网为分析对象,给出了基于可满足性模理论(SMT)、混合整数规划(MIP)和启发式算法等不同约束引导下的调度模型,并形成了基于强化学习(RL)的调度方法;从调度设计的求解能力与性能保障角度出发,建立了包括求解时间、可求解规模、传输延迟和调度模式的评价指标。以工业规模网络为研究案例对不同调度方法进行了验证分析,在评价指标的引导下对比分析了各种方法的适用场景,其中SMT方法可支持小规模案例,MIP方法具有明显的TT消息传输和调度求解运算优势,以遗传算法为典型的启发式方法和RL方法可实现大规模案例调度,虽然其TT延迟略高于MIP方法,但速率约束消息延迟优化程度分别达到7.97%和12.35%。在此基础上,进一步探讨了未来航电系统机载网络时间触发通信调度设计优化技术的发展趋势。

摘要：将时间触发协议增加到采用星型拓扑结构的以太网业务上,且保持完全兼容IEEE802.3标准,可解决空间有效载荷使用标准以太网通信遇到的实时性、确定性和可靠性问题。时间触发以太网基于全局基准时间,实时数据传输遵循严格的时序,支持时间和事件触发的两种通信过程。时间触发通道适合同步或周期性实时消息的传输,而事件触发通道适用于偶发或非周期性消息的传输。设计了空间应用以太网的拓扑结构和协议栈,介绍了系统通信的过程,进行了时间触发协议的研究,并对同步性能和网络性能进行了仿真验证。该以太网在保证可靠性、安全性的同时,增强了网络的灵活性,提高了网络利用率。

摘要：未来航空电子系统中将会更广泛地选择基于时间触发的通信机制进行信息传输,以保证信息交互的确定性。如何合理地进行时间触发通信调度设计是时间触发应用于航空电子互连系统的关键。针对时间触发调度的周期性任务,提出了一种基于强化学习的周期调度时刻表生成方法。首先,将流量调度任务转换为树搜索问题,使之具有强化学习所需要的马尔可夫特性;随后,利用基于神经网络的强化学习算法对调度表进行探索,不断缩短延迟时间以优化调度表,且在训练完成后,可以直接使用到消息分布相近的任务中。与使用Yices等可满足模理论(SMT)形式化求解时间触发调度表方法相比,所提方法不会出现无法判定的问题,能够保证时间触发调度设计结果的正确性和优化性。对于包含1 000条消息的大型网络,所提方法的计算速度为SMT方法的数十倍以上,并且调度生成消息的端到端延迟在SMT方法的1%以下,大大提高了消息传输的及时性。

摘要：为了优化1553B总线传输性能,降低总线消息传输的等待时间,提高总线带宽利用率和紧急消息响应的实时性,对1553B总线调度方法进行了研究,将周期性调度和抢占式调度策略相结合,设计了一种基于时间触发的1553B总线实时调度方法。在时间触发的基准下按优先级对总线消息进行集中调度,总线帧在总线上传输的时间内,处理器无需等待,可以继续处理其他任务。利用总线数据区分区的特性,设计了紧急消息打断普通总线消息传输的抢占式调度策略,避免了非重要数据较长时间占用总线通信信道,使得紧急消息能够快速响应。试验结果表明,该调度方法实现了总线消息尽最大能力传输,不仅能够较大幅度地提高1553B总线传输效率和带宽利用率,而且紧急消息的响应时间稳定在2ms以内,为紧急消息的实时响应提供了保证。

摘要：为建立时间触发航空电子系统架构中分区调度处理与时间触发通信的匹配关系,提出网络分区化概念,设计系统时序匹配机制,借助体系结构分析与设计语言形成架构模型的形式化描述;基于此,提出由端系统时刻调度算法和交换机时刻调度算法构成的系统联合调度算法,实现分区轮转调度和网络通信调度的匹配调度设计;通过包含4个综合模块化处理区域和两个骨干交换机的实例对模型和算法进行分析,验证了架构模型的可行性和调度算法的有效性。

摘要：为保证机载网络实时可靠通信更好实现,采用文献分析法和案例研究法,围绕机载网络时间触发通信调度设计优化开展研究,研究对象为时间触发以太网,研究基于性能保障和求解能力角度和工业规模网络案例验证不同调度方法实用性。通过研究可以确定,小规模案例中SMT的表现突出,时间触发消息传输和调度求解方面MIP的运算优势明显。强化学习方法和启发式算法在调度大规模案例方面优势明显,在速率约束延迟优化方面表现突出,但相较于MIP存在略低的时间触发延迟。

摘要：综合化航空电子系统对总线网络的传输速率和确定性提出了较高要求。针对普通光纤通道总线存在确定性差的问题,提出了一种时间触发光纤通道总线的设计与实现方案,采用主从方式实现网络时间同步,以及多缓存时间触发传输结构。详细阐述了节点的现场可编程门阵列逻辑设计实现方案,并在样机平台上进行了实物测试与验证。所提出的基于光纤通道的时间触发传输方案仅需对节点协议进行适应性修改,可应用于综合化的航空电子系统。

摘要：针对时间触发航空电子全双工交换式以太网(TTAFDX)的特点,设计基于帧长度优先原则的系统调度策略,解决时间触发虚拟链路的调度问题。搭建典型网络,采用网络演算方法对TTAFDX和使用静态优先级调度策略的AFDX进行实时性比较,结果表明,TTAFDX中时间触发虚拟链路的延迟主要由固定延迟部分组成,而速率限制虚拟链路的实时性较AFDX中的低优先级虚拟链路也有所提高,证明TTAFDX调度策略在兼容AFDX的同时能够改善网络的时间确定性,适用于具有硬实时传输要求的航空电子系统。