时间触发以太网中时间触发业务调度算法的研究

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随着信息技术的不断发展,车联网、物联网和航空电子网络等新型网络系统应运而生,他们都对网络的时效性、准确性和安全性提出了更高的要求。为了更好的满足上述新型网络系统的要求,带有时间触发机制的时间触发以太网可以很好的满足上述网络的发展要求,是其理想的网络技术之一。对于时间触发以太网,其业务如何进行调度安排直接影响了系统的稳定性和通信性能。本文主要研究时间触发以太网时间触发业务的调度策略,以及对不同类型的业务时延性能进行对比分析。为了减少事件触发业务的排队时延,本文提出了一种基于二维装箱算法的调度表生成方法,通过将业务消息抽象成二维物体的方式进行问题转换,将调度问题进行了优化求解,然后通过模拟仿真最终验证了所提出的性能分析的正确性及调度表生成方法的可行性。与传统SMT调度表生成方法相对比,本文提出的方法不仅大幅度降低了算法的复杂度,从而使得这一方法可以应用于静态和动态调度的混合调度场景中;还提升了调度表的性能,降低了后续事件触发业务的排队时延,提升了网络整体的时延性能,并减少了延迟抖动,保证了系统的稳定性。为了解决现有调度方法中,时间触发消息过度堆积而造成的抖动问题,通过对装箱问题的进一步研究,本文提出一种改进版装箱调度方法,通过改变装箱过程中的摆放原则从而达到为调度表中增加孔隙的目的,并通过仿真验证了该改进方法的可行性。为了进一步对比改进方法和现有方法的性能差别,通过在同样的时间触发以太网仿真环境中进行模拟实验,在保证时间触发消息的无延迟和准确传输的前提下,对比两种方法的计算耗时和业务延迟。仿真结果表明,经过改进后的方法可以提升时间触发以太网系统的稳定性和时延性能。
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