[发明专利]一种基于网络演算的VOQ交换机通信确定性分析方法

说明书

本发明属于分布式实时系统中高速时间触发网络的通信技术领域，尤其涉及一种基于网络演算的VOQ交换机通信确定性分析方法，包括：定义通信确定性分析模型：所述TT消息确定性分析模型定义为：针对VOQ交换机中的TT消息，按照通信配置表中的接收窗口和发送窗口进行确定性分析；所述RC消息确定性分析模型定义为：针对VOQ交换机中的RC消息，按照通信配置表中的发送周期，并采用网络演算方法进行确定性分析，支持交换机通信延迟确定性分析，来满足时间触发网络应用范围不断增加的需要。

技术领域

本发明属于分布式实时系统中高速时间触发网络的通信技术领域，尤其涉及一种基于网络演算的VOQ交换机通信确定性分析方法。

背景技术

与传统事件触发网络相比，时间触发网络(TT网络)具有良好的通信确定性，可满足实时系统硬实时通信的需要，在航空航天、高速铁路、汽车电子等实时系统中具有广阔的应用空间。时间触发网络通常都要求同时支持时间触发消息和事件触发消息的传输，以同时满足强实时数据和一般实时数据混合传输的需要。不管是强实时数据还是一般实时数据通信，都需要在规定的时间范围内完成数据通信，实现确定性通信。高速时间触发网络交换机通常采用VOQ(虚拟输出队列)机制进行通信调度，在VOQ交换机中需要同时支持时间触发消息与率限制事件触发消息的混合调度。时间触发消息(简称TT消息)基于全局时间进行通信，率限制事件触发消息(简称RC消息)保证消息在一个消息周期内得到传输。

VOQ交换机的存储器带宽只与端口速率有关，与交换机的端口数无关，适合高密度高速交换机研制，满足了吉比特高速交换网络的通信需要，VOQ交换机在高速交换网络中得到了广泛的应用。但VOQ交换机的消息队列在输入端口中，数据交换延迟会受到其它端口负载的影响，导致消息传输延迟与实际负载有关，具有不确定性，影响VOQ交换机在航空电子等实时系统中的应用。

发明内容

本发明的目的是提供时间触发网络中VOQ交换机的通信确定性分析方法，支持交换机通信延迟确定性分析，来满足时间触发网络应用范围不断增加的需要。

本发明的技术方案：

一种基于网络演算的VOQ交换机通信确定性分析方法，所述方法包括：

定义通信确定性分析模型：所述通信确定性分析模型包含TT消息确定性分析模型和RC消息确定性分析模型；

所述TT消息确定性分析模型定义为：针对VOQ交换机中的TT消息，按照通信配置表中的接收窗口和发送窗口进行确定性分析；

所述RC消息确定性分析模型定义为：针对VOQ交换机中的RC消息，按照通信配置表中的发送周期，并采用网络演算方法进行确定性分析。

进一步的，TT消息的优先级高于RC消息的优先级，TT消息的确定性分析会影响RC消息的确定性分析，而RC消息的确定性分析不会影响TT消息的确定性分析。

进一步的，VOQ交换机中的TT消息，其最大时延为接收窗口开始时间与发送窗口开始时间的最大间隔。

进一步的，VOQ交换机中的RC消息，其确定性分析过程为：

S1，确定RC消息的到达曲线；

S2，确定RC消息的服务曲线；

S3，确定RC消息的技术时延；

S4，根据所述RC消息的达到曲线、服务曲线以及技术时延，得到RC消息延迟。

进一步的，S1具体为：

RC消息的到达曲线公式为：

其中：为第i个RC消息RC_i的最大帧长；为第i个RC消息RC_i的最小帧间隔。

进一步的，S2具体为：