[发明专利]一种车载以太网AVB预留带宽优化配置方法有效
申请号: | 201810530602.6 | 申请日: | 2018-05-29 |
公开(公告)号: | CN108418723B | 公开(公告)日: | 2021-01-12 |
发明(设计)人: | 王跃飞;吴源;郭中飞;刘白隽;孙召辉;郑成 | 申请(专利权)人: | 合肥工业大学 |
主分类号: | H04L12/24 | 分类号: | H04L12/24;H04L29/08 |
代理公司: | 合肥金安专利事务所(普通合伙企业) 34114 | 代理人: | 吴娜 |
地址: | 230009 安*** | 国省代码: | 安徽;34 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 车载 以太网 avb 预留 带宽 优化 配置 方法 | ||
1.一种车载以太网AVB预留带宽优化配置方法,其特征在于:该方法包括下列顺序的步骤:
(1)建立含SC消息的混合调度机制;
(2)建立预留带宽参数优化模型;
(3)对预留带宽参数优化模型进行求解;
(4)计算响应时间上界;
所述步骤(1)具体是指:
在IEEE802.1Qat协议中A类SR消息和B类SR消息的基础上,引入安全关键控制流SC类消息,设计A、B、SC类消息的时间阻塞机制,计算各类消息响应时间上界,利用混合调度带宽配置方法分配A、B和SC消息流的带宽,实现网络中各类消息流的实时混合调度;
所述SC类消息具有最高的优先级以及固定的数据帧长度,且在指定的传输门内传输,传输时间内能阻断较低优先级SR类消息传输,其最大帧长度Max_Frame_Size为128bytes,最小帧间隔Min_Frame_Interval为500μs,5个跳动内能保证100μs的端到端延迟;
所述混合调度中加入的SC类消息采用时间阻塞机制,其实施步骤如下:
1a)通过精准时钟同步协议,网络中每个节点和交换机计算SC类消息的传输时刻,获取SC类消息传输驱动器的门控时间表GateEventLiSC,其包含gateEvent事件,值为1表示gate-open,为0则表示gate-close;
1b)当gateEvent为1时Gate Driver使传输门开启,此时阻止SR类消息的传输,SC类消息开始传输;
1c)当gateEvent为0时Gate Driver使传输门关闭,此时SC类消息传输完成,SR类消息恢复传输;
1d)SR类消息恢复传输后采取IEEE802.1Qav中的CBS机制进行调度,在Credit值大于0时通过发送斜率的大小传输SR类消息并减小Credit值,在其他消息传输时或传输门阻断传输时以空闲斜率的速率增大Credit值;
所述步骤(2)具体是指:
以预留带宽最小为优化目标,以IEEE标准中规定取值和SC类消息和SR消息可调度为约束,建立A类和B类消息预留带宽优化模型,求解出并以此作为配置A类和B类消息预留带宽,其实施步骤如下:
2a)建立A类消息预留带宽优化模型:
定义M={m1,m2,...,m3}为网络中任意X类的消息集合,每个消息mi∈M均可用六元数组(Fi,Ci,Ti,Di,Pi,Li)表示,其中Fi为消息的长度即字节,Ci为消息的传输时间,Ti为消息的发送周期,Di为消息的截止时间,Pi为消息的类型,Li为消息经过的链路集合,假定Di=Ti,定义链路l表示节点与交换机或交换机与交换机之间的传输路径,对任意X类消息,即A或B类消息,以表示在链路l上的空闲斜率,以表示发送斜率,PW表示传输门大小,定义qmax表示在繁忙周期内最大的发送周期个数,以ωi(q)表示从繁忙周期开始至第q轮发送周期消息开始传输时所经历的时间;
对A类消息:
式中:
约束条件为:
2b)B类消息预留带宽参数优化模型建立
对B类消息:
其中:
表示消息经过多个交换机后,导致在链路l产生的发送周期偏离值;
约束条件为:
1≤qN≤qmax
其中,为所有B类消息占网络总带宽R的最大百分比;为 所有A类消息占网络总带宽R的最大百分比;R为网络总带宽;lp(mi)为优先级比消息mi低的消息集合;sp(mi)为优先级与消息mi相同的消息集合;hp(mi)为优先级比消息mi高的消息集合。
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