时间触发架构总线分析

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1、第43卷第4期航空计算技术V01．43No·42013年7月AeronauticalComputingTechniqueJul．2013时间触发架构总线分析杨佳谮，吴成富，段晓军(西北工业大学无人机特种技术重点实验室，陕西西安710065)摘要：时间触发架构具备资源利用率高、系统诊断精确、可组合性好的结构特点，使其完全满足现代通信系统向可预测、可靠、实时的发展需求。以TYP／C和FhxBay两种典型的时间触发型总线为论述主体，通过对其节点结构、数据传输、时钟同步等方面的分析和比较，总结认为TI甲／C总线将以其突出的高可靠数据传输机制，而被广泛应用于高安全性控制系统中；FlexRay总线以

2、其独具的高灵活性将在未来分布式系统中发挥关键作用。关键词：总线；时间触发架构；TrP／C；FhxBay中图分类号：TP336文献标识码：A文章编号：1671—654X(2013)04-0125-04AnalysisofTime-triggeredArchitectureBusYANGJia—XH，WUCheng-fu，DUANXiao-jan(ScienceandTechnologyonUAVLaboratory，NorthwesternPolytechnicalUniversity，瓜’an710065，China)Abstract：Time—triggeredarchitecture

3、hasitsownuniquestructurecharacteristicssuchashighresourceutilizationratio，accuratesystemdiagnosticandexceHentcomposabilityCallentirelysatisfymoderncom-munieationsystem§requirementofbeingpredictable，reliableandreal—time．Thispapermainlyconcen-trateontwotypicalkindsoftime-triggeredbuswhichale删CandFl

4、exRay．Analyzedandcomparedthroughtheirnodestructure，datatransmission，clocksynchronizeaspects，summedupandconsideredthat，TrP／Cwillbewidelyusedinsafety—criticalcontrolsystemforitsoutstandingsafetydatatransmis—sionmechanismandFlexRaycouldalsomakeallimportantroleinthefuturedistributedsystemswithitsuniq

5、uehishflexibility．Keywords：bus；time-triggeredarchitecture；rlTp／C；FlexRay引言随着现代通信系统环境中电控单元数量越来越多，功能日益复杂，网络通信数据量不断增大，这对网络传输带宽提出了更高的要求，同时也对网络通信数据传输的精度和灵活性提出更严苛的需求，使总线必须具有更高可预测性、可靠性和实时性。而实际应用的总线几乎均为事件触发方式。在事件触发网络中，所有终端均根据应用的运行情况随机发送数据，缺乏可预测性。多任务进行数据传输时，事件触发方式无法保证通信延迟和时间偏移的确定性。而基于时间触发方式的通信网络，由于在整个系统中建

6、立了全局统一的时钟，因此在通信时，能够实现在规定的时间序列进行数据收发操作，从而实现高可靠的数据传输机制。1时间触发架构和总线1．1时间触发架构时间触发架构建立了一个高可靠嵌入式计算系统的框架。在这种框架下，一个复杂的实时应用可被分解运行于多个小集群(cluster)或者节点(node)中。系统中所有节点时钟都与一个全局高精度时钟同步，每一个节点都在规定的时间完成通信操作，因此时间触发架构网络具有通信延迟和时间偏移的确定性。时间触发架构网络在通信过程中采用全局时钟启动数据的收发，每一个组件的操作只与全局时钟有关，而与其他组件的工作状态无关。这种特性保证了每一个组件都可以被单独设计和测试，

7、并保证在网络规模增大的情况下，系统仍可正常进行数据传输。通过测试的组件，在单独工作条件下，与在系统条件下具有相同的操作行为和时间特性。每个组件在系收稿日期：2013—04—28基金项目：装备预研基金项目资助(9140A25020612HK0302)作者简介：杨佳请(1989一)，男，陕西西安人，硕士研究生，主要研究方向为飞行仿真和嵌入式软件。·126·航空计算技术第43卷第4期统中不会对其他组件产生不确定的交互作用。单独测试通过的组