Zynq平台的TTP/C总线控制器容错算法设计

在自主设计的TTP/C总线控制器中,充分利用Zynq芯片的可编程逻辑单元和程序处理单元,设计了一种基于成员关系协议(GMP)的容错算法,以快速检测与隔离总线集群中的故障节点.试验表明,所设计的容错算法能有效检测并隔离总线集群中的故障节点.     

基于Zynq的TTP/C总线节点备份与再整合

TTP/C总线节点的备份与故障节点的再整合是提高总线可靠性与实用性的有效方法。参考 TTP/C 总线协议,在自主设计的基于Zynq的TTP/C总线控制器上设计了一种节点备份与再整合的方法,保证节点故障后可以重新整合进入集群,或者启用备份节点来保证集群的正常功能,最后通过试验验证了所设计的节点备份与再整合方法的有效性。     

基于Zynq的TTP/C分布式控制系统智能节点设计

TTP/C总线是一种基于时间触发的数据总线,具有严格的时间确定性和高度的通信可靠性.本文利用Zynq芯片的程序处理单元和逻辑处理单元,开发了一种高度集成的航空发动机分布式控制系统TTP/C智能节点.通过开展航空发动机分布式控制硬件在环试验,智能节点的通信可靠性和实时性以及节点的功能得到了验证,能够满足航空发动机分布式控制需求.     

TTP/C协议的关键特性研究

数据总线是构建分布式实时容错系统的关键技术之一,而基于TTA架构定义的TTP/C协议是面向安全关键领域的最新总线规范;首先介绍了TTP/C协议的基本架构和运行机制,然后深入研究了基于Welch-Lynch算法的分布式容错同步时钟、基于GMP的容错一致性策略和上电启动过程等TTP/C协议的关键特性;研究结果表明TTP/C协议具有严格的时间确定性和完备的容错策略,十分适合作为航空、汽车、铁路等安全关键领域的通用底层解决方案。     

TTP/C组籍算法存在的问题

TTP/C通信协议已经应用于一些航空航天与地铁系统中,例如,空客A380的舱压控制系统、波音787梦想客机的辅助电源系统、环境控制系统等。以往我们仅看到对这种协议种种好处的分析,这是不全面的,它的组籍算法是高可信赖性应用的基础,但是其故障假设不符合很多现场使用环境,故障假设失效的概率大于功能安全容许的指标,协议的CRC检验将组籍向量的差包含在内,弱化了检错能力,所以需要用户特别重视。本文就这两点加以说明。     

基于航电总线的分布式实时监控系统同步算法

随着航空技术、计算机软硬件技术的高速发展,航电综合系统的高精度时钟同步越来越重要,针对多总线分布式实时监控系统要求各设备高度时间同步的问题,本文在分析国内外已有时钟同步算法的基础之上综合考虑了传输时延、时钟偏移误差及网络排队时延,并将实时监控流量带来的网络抖动现象作为重要因素引入到同步算法中,设计了基于TSC的高精度软时钟服务机制,提出一种基于航电总线的分布式实时监控系统时钟同步算法CSA-RTMS,并详细分析了误差范围等性能.实验结果表明,与传统的NTP同步协议相比,该同步方法精度更高,同步效率快,而且受网络抖动影响小.     

基于Zynq平台的动态智能家居系统的设计

由于传统智能家居无线传感器网络中传感器位置固定,需要布置的网络节点个数太多导致成本太高。鉴于以上原因,为了实现在减少Zigbee网络节点的前提下,又能实时捕捉用户所需信息的目标,本文提出了一种基于Zynq的FPGA芯片的动态智能家居系统：该系统采用智能小车作为移动网关,Zigbee作网络节点,用Sim300 GSM模块来实现短信收发功能。远程用户能够实时获取家里的信息;并且可以用短信、以及Internet与智能家居网关进行通信,从而实现对智能家居系统的远程控制。     

实时分布式仿真测试平台时钟同步算法

针对Cristian算法和Berkeley算法同步时间精度不高的缺陷,提出一种基于反射内存的网络时钟同步算法。该算法通过计算出准确的延迟得到较精确的漂移率,并采用渐入渐出的同步冗余策略来确定较精确的同步周期和同步方式。实验测试结果证明,与Cristian算法相比,该算法的时间精度更高。     

Zynq异构FPGA平台的OpenCL框架研究

物联网与移动互联网的快速发展对高性能计算的需求愈发强烈,异构芯片往往比通用处理器有更好的计算能力,面对不同厂商的各种异构加速器,OpenCL作为业界标准统一了各种异构芯片的开发方式.FPGA在很多领域因其高性能、低功耗的特点成为异构芯片的佼佼者,但是目前对基于Xilinx FPGA的SoC尚无OpenCL的支持.本文以OpenCL规范为基础,为Xilinx Zynq SoC提供了OpenCL编程所需的依赖环境,实验结果表明,该环境为此类SoC开发省去了至少7个与硬件相关的开发步骤,使其易用性与开发效率有很大改善.     

基于采购平台的时钟同步算法研究

电子采购平台要保证各方行为的安全性与信用,因此需要对交易过程及文件进行可信赖的时间标识.因为客户桌面时间可以随时更改,不足以信赖,因此我们采用时间戳服务,这类服务信赖程度高,且具有安全性.时间戳系统会将确认的时间与特定的电子数据绑定到一起,从而保证节点时钟同步[1].但在现实应用过程中受到无线网络环境因素的限制,时钟同...     

TTP/C协议的一致性机制研究

介绍了一种基于时间触发的面向容错分布式嵌入系统的通用构架TTA，以及目前TTA系统的主流协议TTP／C所提供的主要一致性机制，并提出了一种改进的状态确认算法。     

基于CAN总线的时钟同步机制研究

作为一种典型的多主系统,CAN总线具有高实时性特点,在应用中,需要根据实际系统的要求选定恰当的调度算法,满足其消息传输的实时性要求。在CAN总线中有效地实施调度算法,必须提供高精度的时钟同步机制。在此基础上,分析了如何把“后期协商”时钟同步算法应用于CAN总线,设计了一种改进的容错性“后期协商”同步算法,提供了高精度的时钟同步机制,实现了在CAN总线中有效地实施调度算法,提供了一定的容错能力,减少同步开销。     

一种离线时钟同步算法

通过研究普通时钟行为特点,分析时钟误差产生的原因和规律,提出了一种离线时钟同步算法,并对其性能进行了分析。与以往的同步算法相比,该算法的优点在于可脱离基准时钟源,无须依靠网络同步,并能保持较高的精度。在普通个人计算机上的重复实验表明,精度可提高3个数量级,24 h误差控制在40 ms以内。     

无线传感器网络的广播时间同步算法

基于包交换机制,利用无线信道的广播特性和捎带技术减少同步报文个数;对包时间信息进行缓存并采用最小方差线性拟合方法平滑同步误差抖动．模拟结果表明,在Mica2上单跳平均同步精度达到约57μs．最后与类似算法进行了性能比较．     

基于IEEE1588协议的精确时钟同步算法改进

在工业控制领域,时钟同步精度是影响工业以太网实时性的一个重要因素。为了满足工业以太网对时钟同步的高精度要求,本文对IEEE1588精确时间同步协议进行了研究,阐述了该算法实现高精度同步的原理,并针对以太网通讯路径不对称的情况,提出了一种同步改进算法,通过对同步延迟计算进行加权修正,提高了时钟同步精度。最后,在自行设计的测试系统中进行了测试,测试结果表明,改进算法有效提高了路径不对称条件下的时钟同步精度。