[发明专利]无人战车控制系统时间触发以太网络架构

权利要求书

1.无人战车控制系统时间触发以太网络架构，其特征在于是时间触发技术的以太网络架构为主干通信平台的、具有分布式架构的综合化安全关键控制与管理系统，配置为星型交换网拓扑结构，控制器由交叉网络数据链交互信心，通过双余度时间触发网络总线通信交换机与每个节点通信，每个节点由双余度时间触发网络总线通信处理机接口访问，总线具有双通道以避免单个信道或者节点故障导致的通信障碍；节点之间通过交换机设备的转发进行数据传输，发送数据时，数据通过两条通信链路进行冗余传输，二级网络中通过时间触发总线转换板进行总线信息转换，通信平台分布式节点管理由系统配置数据静态描述其行为，系统配置数据汇集了系统中所有数据，描述了分布式系统节点管理层级结构、行为和功能，定义任务应用部署、容错重构策略、系统通信方案等信息，指导分布式系统节点管理层管理整个分布式系统。时间触发以太网络架构还包含应用功能软件、实时管理中间件、高安全分区实时操作系统、核心处理系统等构成，可以满足新一代无人战车控制系统总线高数据量、高实时性等的技术特点。

2.根据权利要求1，所述时间触发以太网络架构，其特征是功能软件包括多个不同的子系统任务，系统控制、系统管理、任务管理以及其他任务等，各任务运行在同一计算机的各自分区中，空间互相隔离、互不影响。采用实时管理中间件负责整个系统的时间管理、数据通信、故障处理、系统配置与重构、信息管理与配置，集中对系统状态进行管理，保证硬件平台对各个应用功能的透明性需求。时间触发以太网络架构是一个综合数据处理、信号处理和图像处理的实时分布式计算机系统，其核心处理系统包括数据处理模块、信号处理模块、图像处理模块、网络支持模块、海量存储模块和电源转换模块等硬件模块组成。

3.根据权利要求1，所述双余度时间触发网络总线交换机通信过程中信息帧仅依赖当前节点的时间基准，与历史节点的时间基准和偏差无关，拟采用二级分层时钟同步策略，首先在交换机之间建立精确的时间基准，然后利用交换机同步后的时间基准为主时钟同步子网端节点的时间基准，简化了交换网结构网络的时间同步难度。为保证稳定、精确的时间同步效果，利用透明时钟和传输延迟补偿等机制补偿不确定传输延迟的影响，采用递推最小二乘算法校正时间偏差，修正时间漂移和时间偏移等因素的影响，消除测量噪声和随机传输延迟的影响，以满足时间触发通信机制的全局时间基准高精度同步需求。

4.根据权利要求1，所述时间触发以太网络架构采用开放式可重构体系结构的设计，按照自上而下的顺序可分为四部分：应用功能软件、实时管理中间件软件、高安全分区实时操作系统、模块支持层。通过中间件技术屏蔽了系统底层的操作系统、硬件设备、网络通信以及编程语言的复杂性和异构性研究。系统通过采用高安全分区实时操作系统软件实现应用功能间的分区保护，最大限度地保证任何应用任务的故障，不会影响到其它的任务的执行；通过实时管理中间件实现不同任务的信息共享与信息分配，方便应用功能的开发与移植。