实时通信协议afdx调度仿真系统的研究与实现

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1、北京信息科技大学硕士学位论文实时通信协议AFDX调度仿真系统的研究与实现姓名：万剑雄申请学位级别：硕士专业：管理科学与工程指导教师：陈昕20081201摘要航窄电子数据传输网络作为航电火摔系统的重要组成与关键系统，一直受到航空电子技术研究领域的高度重视，也是国际航空电子技术研究与应用的热点。航电全双工交换以太网AFDX(AvioniCSFullDupleXSwitchedEthernet)是一种先进的航电网络，具有高带宽、低成本和实时性好等优点。目日仃，国内针对AFDX的研究尚处于起步阶段。本文围绕AFDX协议关键技术及其确定性进行了较为深入的分析与研究，论

2、文所提出的AVLSP算法和ASIA系统集成算法，对设计和改进AFDX协议具有较高的参考价值，所实现的调度仿真系统，可以作为AFDX协议的原型系统，为'设计实用的AFDX产品奠定了基础。本文具体研究内容包括：(1)在分析研究大量文献的基础上，总结了AFDX协议的关键技术，给出了其保证确定性数据传输的机制。(2)运用NetworkCalculus理论，建立了AFDX网络模型，分析了典型AFDX系统的确定性。(3)在深入研究典型AFDX调度算法的基础上，提出了AVLSP调度算法，对端系统中的数据流进行分级调度，使紧急数据流能够获得较小的延迟，提高了AFDX端系统数

3、抛传输的实时性能。(4)通过对AFDX系统确定性的研究，提出了ASIA系统集成算法，用米计算整个网络各个虚电路的端到端延迟和刚络中交换机数据缓冲的容量上界，为AFDX网络拓扑的设计、虚电路参数的确定、以及相关设备的选取与配置，提供了可靠的参考依据。(5)使用通用软硬件平台，设计并实现了基于AFDX网络协议的通信调度仿真系统。该系统以高性能PowerPC7448处理器、Tsil09桥片和实时操作系统VxWorks为基础，实现了AFDX协议中的流量整形、虚电路涮度和定制的UDP与IP协议。仿真结果表明，研究并实现的系统完全遵循ARINC664Pt．7标准，其实时

4、性能够满足航电数据传输的需要。本项研究为相关技术的研发与工程化奠定了峰实的基础，缩短了我国在该领域与国外的差距。关键词：AFDX协议；协议性能分析：ASIA算法；AVLSP算法：协议仿真AbstractABSTRACTAvionicsdatatransmissionnetworkhasbeenalwaysahottopicinthefieldofavonictechnologyduetoitsimportanceinavionicsfire-controlsystem．AFDX(AvionicsFullDuplexEthernet)isoneofstate—

5、of-the·artavionicsdatatransmissionnetworktechnologiescharacterizedbyhighbandwidth，lowcost，andreal—timeperformance．Currently，researchonAFDXisstillinitsinfancyinChina．Thisdissertationmadeanin—depthstudyonAFDXkeytechnologyanditsdeterministicproperty．TheAVLSPalgorithmandASIAalgorithmgi

6、venareconducivefordesigningandimprovingAFDXprotocol，thesimulationsystemCallserveasprototypeforconstructingpracticalAFDXdevices．Theresearchinthisdissertationcontains：(1)abstractkeytechnologyofAFDXprotocolfromstandardspecificationandresearchpapers，andpresentmethodsusingbyAFDXforitsde

7、terministicproperty．(2)constructamodelofAFDXnetworksusingNetworkCalculustheory，andstudytheproformanceofatypicalAFDXsystem．(3)presentAVLSPschedulingalgorithmtoprovidedifferentservicepolicyfordataflowswithdifferentpriority，SOthatemergentdatacangetlowerdelay．AVLSPschedulingalgorithmca

8、nimproveoverallreal-timepr