AFDX航空网络模式切换下的调度性分析

【类型】学位论文

【作者】鲁晓园 

【关键词】 AFDX 网络建模 模式切换模型 调度性分析

【摘要】随着航空电子系统的通信业务从传统的话音通信扩展到包括话音在内的多媒体、图片等多元化业务，因而航空电子系统对航空数据网络的可靠性、可扩展性、带宽等要求越来越高。目前广泛应用的ARINC429或Mil-STD-1553总线技术的航空数据网络不能够满足更高的带宽和速率等。为了解决这些问题，一种新型的航空电子全双工交换式以太网（Avionics Full Duplex Switched Ethernet，简称AFDX）因其成本低、扩展性好、技术完备等显著优点决定其成为构建新一代的航空电子系统的基础。AFDX是一种基于IEEE802.3标准，以及使用集成通信技术的确定性网络。但当使用AFDX总线标准的飞行系统监测到内部或外部的模式转换信号时，系统发生模式转换，即从一种飞行模式转换成另一种飞行模式，随之AFDX网络同样发生模式转换。此时，网络中存在前后两种模式下的传输数据，数据的突发将会使得网络因负载过重而导致数据包的丢失。因而，在这个模式转换的过程，确保网络数据的正常传输是非常重要的。本文主要研究当AFDX网络发生模式转换时，网络中数据如何能够正常传输。论文的主要工作及研究成果如下：（1）研究AFDX网络，特别研究端系统、交换机、虚拟链路的工作机制和特征，然后模型化端系统和交换机，并符号化网络中端系统和交换机。（2）研究实时系统有关模式转换的理论，然后比较实时系统与AFDX网络的异同点，最后提出AFDX网络的模式切换模型，涉及网络模式切换的要求，一些假设条件以及一些定义。（3）对于单个交换机的网络，建立其模式转换下的模型，在所提出的模型上计算来自两种模式的数据的最差响应时间，通过比较所有数据的最差响应时间与它们各自的截止时间来分析网络数据的调度性。然后扩展到多个交换机的网络，同样建立其模式转换下的模型，在所提出的模型上研究网络中来自两种模式的数据的调度性。（4）利用Truetime仿真工具搭建AFDX网络拓扑，模拟网络的模式切换过程，记录两种模式下的数据的最差响应时间。如果网络所有数据的最差响应时间小于其截止时间，那么证明网络在模式切换的过程中数据是可以调度的。

【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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