[发明专利]最小时延最大匹配的时间触发业务调度表生成方法

说明书

本发明公开了一种最小时延最大匹配的时间触发业务调度表生成方法。主要解决现有技术在生成调度表时TT业务时延大，网络链路利用率低的问题。其包括：获取业务参数和网络参数，并计算业务调度的矩阵周期和基本周期；将TT业务的传输时间点放入矩阵周期的一个或多个基本周期内，生成源端系统的TT业务带宽预案；采用最大匹配算法，对TT业务进行调度优先级排序，分配源端系统各基本周期中TT业务的发送时间，依次生成源端系统的发送表、交换机的接收表和发送表以及目的端系统的接收表。本发明生成的调度表能保证各网络节点有序、无冲突地传输TT业务，提高了链路利用率，且TT业务总时延最小，可用于时间触发以太网中TT业务的调度。

技术领域

本发明属于航空电子技术领域，尤其涉及一种时间触发业务调度表生成方法，可用于时间触发以太网中时间触发TT业务的调度。

背景技术

随着高完整性时间触发通信互连技术的出现，航空电子体系结构向分布式综合模块化DIMA体系结构演进，对于网络通信的实时性、可靠性和准确性提了更高的需求，时间触发以太网TTE在传统的以太网中引入了时间触发机制，可以提供亚秒级的分布式时钟同步服务，能够保证严格的时间确定性和良好的容错性。TTE网络同时具有标准以太网AFDX网络和时间触发网络的特点，是DIMA理想的总线网络。但TTE并未规定消息调度方法，其消息调度机制需要根据实际应用场合进行定制。

目前国内外对TTE调度算法的研究主要集中在时间触发TT业务调度表的生成与优化方面。目前已有的时间触发TT业务调度算法有：中国航空无线电电子研究所徐晓飞等人在北京航空航天大学学报(2015，41(8)：1403-1408)中提出了一种基于单调速率调度机制的离线消息调度算法，该方法优化了消息的调度过程，但不支持对非调和周期的TT业务进行调度；空军工程大学航空航天工程学院张超等人在空军工程大学学报(2016，17(6)：82-87)中提出了一种改进的时间触发单调速率调度算法，该方法增加了算法的适用范围，但未考虑时钟同步服务；西安电子科技大学姚明旴等人在其申请的专利文献“一种时间触发业务静态调度表的生成方法”(申请号201710263462.6，申请公布号CN107241179A)中公开了基于时隙的一种时间触发业务静态调度表的生成方法，该方法减小了ET业务的等待时延，但未考虑到时间触发TT业务的产生时间对事件触发ET业务等待时延的影响；西安微电子技术研究所哈云雪等人在其申请的专利文献“一种面向时间触发通信的动态时槽锁定方法”(申请号201710676640.8，申请公布号CN107332794A)中公开了一种按照需求动态分配时间触发TT时槽进行业务调度的方法，该方法在时间触发TT业务负载较低且有多个交换机存在的级联系统中可显著提升带宽利用率，但在时间触发TT业务负载较高的网络中链路利用率不够高。上述已有调度算法均未考虑时间触发TT业务的产生时间对时延产生的影响，且在时间触发TT业务负载较高而端口竞争激烈的网络中，链路利用率较低。

发明内容

本发明的目的在于提出一种最小时延最大匹配的时间触发业务调度表生成方法，以解决目前时间触发以太网中在生成时间触发TT业务的调度表时，未考虑业务的产生时间而导致时间触发TT业务时延大，网络链路利用率低的问题。

为实现上述目的，本发明技术方案包括如下：

(1)获取网络参数和业务参数：

所述网络参数包括：时间触发TT业务数目、链路带宽、最小时间间隔、同步精度、源端系统的最小发送时延、源端系统的最大发送时延、最小链路传输时延、最大链路传输时延、交换机的最小接收时延、交换机的最大接收时延、交换机的最小转发时延、交换机的最大转发时延、目的端系统的最小接收时延和目的端系统的最大接收时延，共14个；

所述业务参数包括：业务ID、帧长、周期、源端系统编号、目的端系统编号和产生时间，共6个；

(2)计算业务调度的矩阵周期MC和基本周期BC；