基于组合调度的AFDX航空网络总线性能分析

【类型】学位论文

【作者】李晓波 

【关键词】 AFDX航空网络 组合调度 虚拟链路 调度算法

【摘要】随着系统的越来越复杂，分层调度的分析方法被广泛地应用于实时系统的设计中，它可以保障任务可调度，并且大大简化了系统的设计。基于组合调度的分析设计方法同时保证了系统内部子系统的独立性。同时，在航空全双工交换式以太网（Avionics Full Duplex Switched Ethernet, AFDX）中，虚拟链路也是以分层的形式存在的。将组合调度的分析方法应用于虚拟链路的分析中可以简化AFDX网络虚拟链路的设置，并且保证虚拟链路数据流的独立性。但是，组合调度的分析方法不能直接应用于AFDX网络中。我们需要虚拟链路的重新建模，以及对调度分析方法的进行调整。在这篇文章中，我们研究的是如何使用组合调度的分析方法分析AFDX网络的虚拟链路数据流。基于虚拟链路的周期资源模型被建立起来，非抢占式的调度方式也被引入了组合调度的分析方法中。论文的主要工作和研究成果如下：(1).AFDX网络系统建模。主要是针对终端系统和虚拟链路的建模，在AFDX终端系统的建模中，主要使用的是AFDX数据流、AFDX数据包队列、AFDX规整器以及调度器；另外重新定义和假设虚拟链路和虚拟链路组合节点，使得其能够满足组合调度分析的要求。(2).结合AFDX网络的特性，修改基于实时任务的组合调度分析模型，将组合调度的分析应用于AFDX虚拟链路数据流分析中。将原来的基于实时任务的组合调度的分析中，抢占式的任务调度方式，修改为非抢占式的调度方式。建立了基于虚拟链路数据流的周期资源模型，使得虚拟链路能够应用组合调度的方法进行分析。(3).将RM（Rate-Monotonic）调度算法和EDF（Earliest Deadline First）调度算法应用于组合调度的分析方法中，使得针对不同特性的数据流，可以采用更多的分析调度方法。同时，应用组合调度分析AFDX虚拟链路的过程中，得到了虚拟链路主要参数BAG（Bandwidth Allocation Gap）和Lmax合理分配方法。(4).通过对组合调度分析工具CARTS（Compositional Analysis of Real-TimeSystems）的修改，使之能够应用于基于虚拟链路的组合调度分析中，并且应用其进行数据实验和分析。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】上海交通大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】胡飞，李健

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