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基于网络演算的AFDX网络确定性评估的研究与实现-计算机科学与技术专业论文.docx

发布:2019-03-26约7.98万字共86页下载文档
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承诺书 本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下 进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注 和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的 研究成果,也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机 构的学位或证书而使用过的材料。 本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或 部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或 扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 (保密的学位论文在解密后适用本承诺书) 作者签名: 日 期: 南京航空航天大学硕士学位论文 南京航空航天大学硕士学位论文 基于网络演算的 基于网络演算的 AFDX 网络确定性评估的研究与实现 摘 要 AFDX 网络作为现代航空电子系统网络的重要体系结构,AFDX 网络确定性评估的准确性 是保障整个航空电子系统安全性的关键,发达国家使用 AFDX 的机型都必须采用数学方法来证 明网络的确定性性能需求是否得到了保证。目前主要的确定性性能分析方法有轨迹法、模型检 测和网络演算,相对于前两种方法网络演算能够利用简单的证明提供确切的边界,这对于航空 电子系统的适航认证尤其重要,但是由于航电网络的流量特性存在诸多随机影响因素,因此现 有的网络演算得出时延抖动的上界普遍偏大,造成航电网络确定性需求虽然得到满足,但是资 源配置和分配不合理,浪费很大。为了获得更精确的边界值,需要对传统的网络演算算法进行 改进,以提高资源配置的合理性,从而提高飞机系统整体性能。 针对上述问题,本文完成了以下主要工作: 首先对 AFDX 进行了分析和研究,根据 AFDX 网络传输过程和特征,设计了网络时延模型。 其次,针对航空电子系统对网络实时性、确定性的需求,设计了基于多链路分组技术的网 络演算算法,该算法评估获得更为紧致的上界,可以为适航认证提供证据,同时获得不同信息 流端到端延时的分布,为改善 AFDX 网络系统性能提供了更准确的依据。 最后,基于 EMF 设计并实现了一个航电系统网络确定性分析插件,并集成到了 IMA 资源 配置工具 IMACT 中,使得 IMACT 具有了对 AFDX 网络系统进行确定性分析的能力。 关键词:AFDX,网络演算,端到端延迟,确定性网络传输,上界 I PAGE PAGE IV III III ABSTRACT AFDX network is important network architecture of modern avionics system and the accuracy of deterministic assessment in AFDX network is the key to guarantee the safety of avionics system. Developed countries which using AFDX models must be adopting mathematical method to prove that network deterministic performance requirement is satisfied. At present, the main deterministic performance analysis methods have trajectory, model checking and network calculus. Network calculus can provide proofs of the exact boundary using simple method compare with the former two methods , this is especially important for the airworthiness certification of aviation electronic system. Due to the flow characteristics of avionics network has many random factors, the upper bound of delay and jitter with network calculus existing are generally large which resulting in although avionics network deterministic demand is satisfied, the allocation and configuration of resources are unreasonable, large waste. In order to obtain more accurate
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