基于主动策略的AFDX智能网络管理模型研究

针对新型航空电子AFDX网络性能在应用中的不确定难题,建立了一种基于主动策略的AFDX智能网络管理模型;通过在现有设备广泛支持的SNMP网络管理模型中引入主动策略,从全局的角度出发,以服务驱动的方式将AFDX网络传输的关键参数指标,各节点调度算法通过策略分配在网络的不同管理域中体现,并通过智能Agent的配置操作等,使AFDX网络管理变得更加主动、灵活,大大提高了网络管理的自动化和智能化,为航空电子综合化网络的进一步发展提供了很好的理论支持.     

基于时延分析的AFDX智能网络管理模型全局调度算法研究

为了更好地解决航空电子AFDX网络在应用上的不确定性问题,通过对AFDX网络时延进行分析,在建立AFDX智能网络管理模型的基础上提出了全局调度算法,该算法从AFDX网络全局角度出发,动态实时地调整调度算法、平衡网络负载,通过NS-2进行网络仿真,结果显示此算法能够有效地减少数据的最大延迟抖动,明显提高了AFDX网络的数据传送效能,更好地满足了航空电子网络数据传输的实时性要求,使AFDX网络运行更加高速可靠.     

AFDX网络终端系统的确定性分析与实现

航空全双工交换式以太网（AFDX）具有高速、确定性和双余度等特点,已经作为新一代航空电子系统的数据传输网络。分析了AFDX网络确定性的基本原理,根据网络带宽分配、网络延迟和发送抖动对终端系统施加的要求,提出在终端系统内部应实现的相关逻辑功能和实现方法。结合AFDX网络终端系统的SoC芯片设计,采用Verilog语言实现了数据流量规整、发送调度和其他相关逻辑功能,以确保芯片的最终实现满足确定性要求。通过仿真和FPGA原型验证,证明了确定性设计实现的正确性。     

AFDX虚连接自适应调度策略设计与实现

研究了航空电子全双工交换式以太网端系统虚连接调度方法;针对AFDX网络的不确定性问题,提出了一种基于混合优先级的动态抢占式的虚连接调度策略,该算法在调度的过程中,实时地动态计算混合优先级,综合考虑了航电紧急数据和流量整形的要求,能动态地自适应调整调度算法,平衡网络负载;通过OPNET仿真工具对实例进行仿真,结果显示此算法能明显地减少网络延迟,抑制传输过程中的抖动现象,提高AFDX数据传输性能,较传统FCFS算法具有较高的优越性,能满足航空电子数据传输实时性要求。     

AFDX性能分析与调度算法

近年来,航空电子全双工交换式以太网（AFDX）作为新一代高实时性、高可靠性总线技术脱颖而出。在此,着重分析了AFDX网络关键技术,按照航电消息的不同种类,对时延要求不同的事件消息赋予不同的优先等级;利用随机Petri网建立了AFDX网络的传输模型来模拟其传输行为;并对其网络负载、消息平均等待时间等重要参数进行了分析。根据AFDX网络的特点,提出消息到达的排队机制,并设计了AFDX交换机的调度算法,以满足更高的可靠性与实时性要求。     

AFDX网络系统建模与仿真实现

对于AFDX这种新型航空数据网络系统,采用网络仿真技术对其进行实时性和确定性研究是非常必要的。实现AFDX系统的仿真,首先需要AFDX的网络仿真模型,建模成为了仿真系统实现的核心问题。在研究和分析AFDX系统及仿真需求的基础上,采用UML语言,并运用例图、类图、状态图和动态序列图建立了完整的AFDX网络仿真模型,并依据所建的模型实现了AFDX网络系统的仿真。通过仿真分析了AFDX网络端到端的时延和抖动,验证了AFDX网络的性能。     

基于混合策略的AFDX分布式网络管理模型研究与实现

针对传统的网络管理模型不能满足航空电子AFDX网络管理的具体要求这一问题,提出了基于混合策略的AFDX分布式网络管理模型;通过设计策略进程和构造系统的功能模块,搭建了模型的主体框架;实现了基于混合策略的AFDX分布式网络管理系统,该系统能够监测到各种网络性能参数,对网络管理模型进行评估,进而调整AFDX网络的体系框架结构和管理策略,增强了AFDX网络管理的可操作性,大大提高了网络管理的自动化和智能化,满足了航空电子综合化网络的发展需要。     

AFDX网络延迟计算方法

介绍了AFDX网络的关键概念,并指出应用此技术时必须给出数据帧延迟上界;分析了AFDX网络数据在端系统和交换机中的调度方法;研究了AFDX网络数据传输延迟的分布情况,提出了AFDX网络在最坏情况下的延迟计算方法;最后指出运用此方法可以对网络延迟进行仿真计算,据此进行网络参数调整,尽早优化系统设计。     

AFDX终端系统实现方案研究

航空电子全双工交换式以太网(AFDX)作为一个网络协议,用来定义各航空电子子系统之间进行数据交换所应遵循的电气要求和协议规范;它是在IEEE802.3以太网技术的基础上增加了一些特殊的功能来提供一个具有确定性服务保证的网络;该方案首先对AFDX网络的组成结构进行了简单的介绍,然后根据对AFDX协议规范的研究,分析了AFDX终端系统的工作流程和性能指标,最后提出了终端系统的硬件设计方案;为了使终端系统设计达到最优性能,文章还给出了软件设计方案。     

基于AFDX终端系统测试的研究

AFDX是为满足商用航空飞行器对高传输速率、健壮性和兼容性的要求,同时为降低成本,并缩短开发周期,空客公司充分利用商业货架COTS硬件产品形成的确定性网络.在新一代的飞机研制中,航空电子系统是大型客机系统的重要组成部分之一,是大型客机的大脑和神经中枢,丽AFDX网络是航空电子系统的枢纽和核心.在实际应用中,由于AFDX终端系统的性能指标直接影响着整个系统的传输性能,因此需要对AFDX终端系统的性能进行综合测试.为此,文中构建了一套AFDX终端系统的测试方法,并对其软硬件及测试方法进行了详细介绍.     

AFDX端系统虚拟链路层的研究与仿真

AFDX总线符合航空ARINC664-P7标准,广泛应用于民用飞机的系统集成领域,但是国内对于AFDX总线的协议研究一直没有很成熟.研究了航空以太网AFDX通信总线端系统虚拟链路层的调度方法,为了提高AFDX端系统发送端调度效率同时降低数据抖动,设计了一种反馈式的发送调度器,利用采用优先级+轮询的调度方式,可以根据Ji...     

数据中心差异化时延满足率优化调度

光交换网络数据传输时根据数据性质不同,用户对时延要求也有所不同,如何在保证光交换调度效率的同时满足差异化时延需求,是决定网络性能的一个重要因素.目前针对光网络调度的研究主要基于逐个时隙或基于分组进行调度.前者没有考虑重配置开销的问题,无法处理大规模数据交换,后者忽略了不同延迟以及QoS保证的需要.为了解决数据中心光交换数据时延需求不同的问题,本文提出两种新的调度算法SDF (stringent delay first)和m-SDF (m-order stringent delay first),将不同数据包的差异化时延需求、配置顺序、重配置开销和加速比作为考虑因素,在流量调度时采用贪心策略,每次选择对时延最为敏感的数据包进行优先调度以满足时延需求.所提算法在保证投递率的前提下,能最大程度满足更多数据包的传输时延.仿真实验表明两个算法具有较高的时延满足率,证明了调度算法的有效性.     

基于抖动测试的AFDX端到端延迟紧性修正

AFDX引入虚拟链路(Virtual Link)实现物理带宽资源的逻辑分隔。由于数据帧的异步到达和多路复用输出造成虚拟链路的时延抖动现象,并最终导致流量端到端延迟分析的不确定性。本文提出了一种基于抖动测试值的网络演算紧缩方法。通过分布式测试,获得虚拟链路在网络中的实际传输抖动,并以此为基础,建立了流量传输精确化模型,通过流量模型的逐级修正,使端到端延迟计算结果逐级精确化。通过将抖动实际值与理论分析结果相结合,提供了网络演算悲观度及其扩散影响度量的直观对比,提高了延迟计算的紧性。     

AFDX网络测试技术研究

航空电子全双工交换式以太网络是一种新型的机载网络,对该网络的测试主要是为了保证数据传输的确定性和可靠性;对AFDX网络的特点进行了分析,提出了AFDX网络的测试需求,涵盖端系统和交换机全部功能和性能的测试;设计了一种命令/响应型测试策略,对测试用例进行设计,并给出了测试方法和步骤;建立起了AFDX网络测试平台,该平台是一个综合化、自动化的平台,可以对测试进程进行管理,自动生成测试报告;文中提出的测试技术已成功应用于工程实践中,可实现自动化测试,节约了时间,提高了效率。     

Applying Trajectory approach with static priority queuing for improving the use of available AFDX resources

AFDX (Avionics Full Duplex Switched Ethernet) standardized as ARINC 664 is a major upgrade for avionics systems. The mandatory certification implies a worst-case delay analysis of all the flows transmitted on the AFDX network. Up to now, this analysis is done thanks to a tool based on a Network Calculus approach. The more recent Trajectory approach has been proposed for the computation of worst-case response time in distributed systems. It has been shown that the worst-case delay analysis of an AFDX network can be improved using an optimized Trajectory approach. This paper extends this optimized approach with the integration of static priority QoS policies. This extension makes possible to compute the bounds needed for deterministic avionics flows (high priority) when (lower priority) non avionics flows are added. Moreover, the paper provides an analysis of the pessimism of the obtained bounds.     

基于实时优先级的队列调度策略研究与验证

传统的基于实时优先级的网络调度策略,一般只是考虑在优先级不同的情况下按优先级值的大小顺序来转发数据帧,在优先级相同的情况下轮流转发数据帧。但是在后者的情况下,长度相对大的数据帧的优先发送往往会加大数据传输的延迟。针对此问题提出了一种改进的算法。并在一种网络模型中验证了此算法的优点。     

一种改善AFDX网络级联传输时延特性分析的方法

文中分析了AFDX级联网络中数据传输时间延迟的不确定性问题及造成该问题的内在原因,对传输时延的组成部分和影响因素进行描述,指出应用AFDX网络技术应先充分验证端到端时延上界值是否符合系统容限要求。介绍了计算时延上界值的网络演算方法的基本原理及其利用对虚拟链路进行分组优化的算法理论,将该算法应用到某实验环境中的AFDX级联网络配置实例中,计算出实例中各数据流的时延上界并对计算结果的悲观性进行分析,最后得出优化后的算法来分析传输时延更能趋近实际的上界值。     

Holistic schedulability analysis for multipacket messages in AFDX networks

The ARINC-664, Part 7 (AFDX) standard defines a communication network based on Ethernet and the UDP/IP protocols. Contrary to general-purpose Ethernet, the timing behavior in AFDX is deterministic due to the use of special network switches and end systems with static routing tables and traffic policing at the sending end through mechanisms called virtual links. Even though the latencies in this network are bounded, there are scheduling and contention effects that need to be analyzed. In this paper we develop a response-time analysis for multipacket messages transmitted through an AFDX network including the scheduling of the virtual links and sub-virtual links, and also the contention in the end systems and in the switches. This analysis allows us to obtain worst-case latencies and output jitter for the network messages with a precise modeling of the sending and receiving ends. These results can be integrated in a holistic approach with the response time analysis of the threads in the processing nodes to obtain end-to-end response times in heterogeneous distributed systems.