YZ_RTOS:一个面向继电保护装置的嵌入式实时操作系统

针对继电保护装置对实时性、可靠性要求很高的特殊应用需求，提出一种基于逻辑栈和三值信号量的嵌入式实时操作系统的模型——YZ_RTOS。在内核算法实现上，按照任务实时性要求的不同，将任务分成8个等级。给出了基于有限状态机的调度和同步描述。测试结果表明，YZ_RTOS占有很小的程序空问和数据空间，在实时性、可靠性方面具有很高的性能，满足了继电保护的应用需求。     

基于OSEK标准任务调度算法的改进

基于OSEK标准的嵌入式操作系统在实时性和可靠性等方面有很高的要求,任务调度算法的好坏以及执行效率直接关系到操作系统的可靠性和实时性。通过分析OSEK标准的任务调度机制,针对其调度机制中优先级较低的任务长期不能执行等问题,提出一种补偿调度算法,在设定时间内对较低优先级任务进行补偿调度。实验验证该方法可行。     

基于RTX的复杂虚拟试验分层实时网络环境研究

复杂实时仿真系统中不同层次对实时性、可靠性要求各不相同;网络和操作系统是该类系统环境的重要组成部分;针对硬件在回路试验的实时需求,提出了基于RTX下的反射内存网的半实物接入网络,构建了基于RT-TCP/IP的虚拟试验局域网;其操作系统层面,设计为弱实时任务在Windows内核上运行,而强实时任务分布在RTX内核之上;文中对各层面的实时性进行了测试,分析了层面间的实时性约束;结合某飞行试验系统的虚拟试验,给出了具体的设计方案,满足了应用中不同实时性的要求。     

时间触发及冗余结构的CAN网络研究与实现

航空控制系统对通信网络的实时性和可靠性要求很高,目前通用的CAN总线采用位仲裁的调度原则,可能使一些低优先级的报文失去总线占有权,不能满足需求。提出了一种基于时分思想的CAN报文调度策略,设计了多主结构的余度配置方案,在此基础上实现了时间触发CAN总线冗余网络,并完成了通信软件的编写。实验结果证明,该网络具有良好的实时性和可靠性,可满足航空控制系统的需求。     

基于ARM+FPGA平台的硬件实时操作系统

目前嵌入式操作系统的应用越来越广泛,不仅增强了系统的可靠性,而且提高了开发效率.但是,在对实时性要求较高的应用中,对于基于软件实现的RTOS,单纯依靠改进算法已不能使其实时性得到更大的提高.而硬件电路独立于处理器运行,不占用处理器的处理时间,所节省的时间可用于执行任务程序,所以基于硬件实现的操作系统可以使它的实时性和可靠性显著提高.     

一种用于无人机的分布式飞行控制系统设计①

分布式结构已广泛应用于高可靠航空电子设备的设计中。设计了一种基于控制局域网（CAN）的分布式飞行控制计算机,用于在执行飞行任务过程中无人机的飞行控制律解算和系统管理。根据无人机控制的实时性和可靠性需求,提出了一种CAN通信、双端口随机访问存储器（DPRAM）通信和控制任务相互配合的内部通信机制。实验表明根据该通信机制设计的通信方案完全满足无人机控制的实时性和可靠性要求,同时解决了分布式结构引入的数据延时问题。     

发布订阅模式数据交换中间件设计与实现

为了满足当前数据交换中发布订阅需求,以及实时性和复杂性要求,设计了一种基于优先级任务的数据交换模型,并利用该模型开发TTS数据交换平台的核心模块。给出数据交换平台的整体框架以及数据集交换流程,并详细介绍任务泵、线程池等模块的实现。实际的应用测试表明,该平台能够实现复杂数据发布订阅应用,满足系统对实时性要求。     

复杂实时仿真系统运行支撑环境研究

复杂实时仿真系统中不同层次对实时性、可靠性要求各不相同.网络和信息服务是该类仿真支撑环境的重要组成部分.依据仿真数据划分为控制和状态信息,提出了运用单播和多播的实时仿真以太网.针对半实物接入的需求,实现了基于广播内存网的半实物接入网络.为满足仿真信息的实时性要求,构建了基于RTX内存数据库的试验数据库.测试了各层面的实时性,分析了层面间的实时性约束.结合某武器系统的仿真试验,给出了具体的设计方案,满足了应用中不同实时性的要求.     

基于SDN-MEC配用电通信网任务迁移策略

随着坚强智能电网和泛在电力物联网的不断建设发展,传统配用电通信网面临新的挑战。为满足配用电通信网业务处理需求,本文首先分析总结配用电通信网业务类型以及业务实时性、带宽和可靠性要求;然后构建了基于SDN-MEC的配用电通信网架构,并详细分析其功能结构;最后分析了任务迁移模型,设计了配用电通信网任务迁移策略。     

实时异构系统中的积极复制容错调度算法

在设计实时异构系统中的容错调度算法时,既要考虑到实时性的约束,又要最大化系统的可靠性.此外,异构系统中的并行应用调度问题已经被证明了是NP完全问题.现有的容错调度算法大多采用复制技术来提升系统的可靠性,但是任务的多次执行会导致应用执行时间变长,系统实时性下降.为此,提出了一个基于积极复制技术的容错调度算法,该算法连续的复制任务集中对当前系统实时性影响最小的任务,然后将任务集中的所有任务调度至最早完成的处理器,用以在满足实时性约束的同时,提升系统的可靠性.实验表明,相比于同样着眼于实时异构系统的DB-FTSA算法,该算法在实时性约束严格的情况下,可靠性有较大提升.     

煤矿井下电网区域联锁保护方案及其实时性研究

针对煤矿井下供电系统通信网络无法满足数据传输实时性、可靠性的要求,很难同时实现保护速动性和选择性的问题,提出了基于交换式以太网的区域联锁保护方案,并采用OPNET网络仿真软件对交换式以太网进行了实时性研究。该方案采用树形结构的交换式以太网,在各综合保护装置上增加具备以太网通信接口的智能联锁装置,组成区域联锁系统。仿真结果表明,在同时有64个网络节点收发数据的极端情况下,网络整体延时最大值不超过0.65ms,端到端最大延时不超过1ms,整体数据收发流量比较平稳,说明交换式以太网具有很高的稳定性和可靠性,能够满足本区域联锁保护系统实时性要求,防止越级跳闸事故发生。     

基于增强型检索机制Baptista混沌的物联网加密技术研究*

研究了一种适用于物联网的基于增强型检索机制密码方案的Baptista混沌加密技术。针对物联网对无线射频识别及其数据传输高可靠性和高安全性的要求,在深入分析了基于检索机制的Baptista混沌密码方案的特点及其局限性基础上,建立了一种基于快速收敛、具有自适应调整安全优先级的Baptista混沌加密技术。该技术首先根据基于S盒的混沌掩码技术增强了Baptista混沌密码方案;然后设计了适用于物联网的实时加密系统,并能够根据应用需求预置数据传输安全级别。数学分析表明,该加密技术可以为物联网应用中的智能识别和数据传输提供有效的安全性和实时性。     

高可靠多线程数据采集系统的研究与设计

根据航空数据采集系统的需要，分析了其对实时性，可靠性的特殊要求。通过比较传统以太网和实时网络的两种不同网络平台上对航空数据采集系统实时性、可靠性的设计支持，详细地介绍了一种基于广播内存实时网络环境下构建高可靠多线程实时数据采集系统的方案，并重点就利用广播内存实时网络和Windows NT嵌入式操作系统平台上提供的支持开发面向航空应用的高可靠机载多线程实时数据采集系统进行了分析和研究，并对可靠性实现的关键技术和采集应用软件设计进行了论述。     

基于时间触发总线的发动机分布式控制系统原型设计

分布式控制具有重量轻、模块化程度高和可靠性高等特点,是未来航空发动机电子控制系统的发展方向之一。基于时间触发总线TTP/C构建了分布式控制原型系统,根据发动机控制需求将系统划分为监控节点和智能节点的架构,制定了集群级和节点级的TTP/C通信协议。基于Simulink模型设计了智能节点应用软件,基于VxWorks设计了监控节点应用软件。经过系统试验,表明基于TTP/C通信总线的分布式原型系统能够满足发动机分布式控制通信要求,具有实时性好、可靠性高的特点。     

跟踪定位消防系统中的CAN技术应用层通信协议

为了提高自动跟踪定位消防系统的可靠性与稳定性,提出利用CAN总线进行消防系统内部的数据传输.介绍了消防系统的架构及通信,分析了CAN总线通信电路结构和原理,以CAN 2.0B协议帧结构为基础,研究扩展帧ID报文标识符的组成和含义,给出了基于CAN总线应用层通信协议的制定、实现方法和设计实例.应用结果表明,该设计不仅能满足数据传输可靠性、实时性等实际要求,而且还具有极强的移植性和扩展性.     

基于多线程的USB接口流速测量系统

设计基于USB接口的流速测量系统.硬件上使用USB接口芯片实现采集设备与计算机的实时通讯,提供简洁易用的操作接口;软件方面,在Visuall Basic6.0开发环境下,运用多线程技术解决实时数据采集和图形显示等问题.经测试和实际运行表明,系统已达到流速测量预定的技术指标,具有良好的实时性和可靠性.     

核心路由器中安全机制的分布式设计与实现

分析下一代可信网络的需求,讨论现有的几种设计方案,借鉴策略管理和数据处理相分离的思想,提出一种集中式管理的基于专用加密芯片的高性能核心路由器中安全机制的设计方案。系统测试结果表明,该方案在保障高效转发性能的基础上能够提供高性能的安全防护,基本满足下一代骨干网中的实时加解密需要。     

基于GPTC新型过电流保护传感器研究

过电流保护在电路可靠性保护中起着至关重要的作用。针对目前基于PPTC元件的过电流保护存在着保护不全面、非实时性、非电子元件的特性兼容等问题,首次采用微电子元件,提出基于GPTC元件的新型过电流保护系统。经试验测试表明,GPTC可克服PPTC的种种弊端,实现过电流保护的全覆盖、高稳定性和强实时性。     

动力系统的智能化监测与安全保护设计

直升机旋翼模型风洞试验是高转速、高风险的动态试验,为保护试验的安全运行,必须实时、准确、可靠地监测试验台关键驱动设备-动力驱动系统及辅助系统的运行状态,并根据运行状态分级采取相应的保护措施。本文以动力系统主控PLC为基础,打通试验台各系统之间的信息孤岛,提出了一种基于历史数据分析的设备运行状态分级评价及风险评估方法,根据实时运行数据判断动力系统运行风险,给出安全操作建议。风洞试验应用效果表明本文构建的旋翼模型试验台动力系统智能监测与安全保护设计数据分析科学,状态监测实时,安全保护可靠。提高了直升机试验的安全可靠性。     

基于VxWorks的高可靠性网络通信研究

基于Windows的以太网的商业应用环境,不适合高科技领域网络通信对强实时性和高可靠性的需求.针对上述问题,研究了在嵌入式实时操作系统VxWorks的支持下,如何设计一个双网冗余备份的高可靠性网络.论述了这种网络的拓扑结构,通信协议,报文格式及其相关软件接口.实践结果表明,该网络完全满足特殊应用对象的强实时、高可靠性要求,