主从结构交换式以太网中实时消息调度研究

为使交换式以太网能满足实时通信的要求,针对FTT SE网络调度模型,提出了一种同时适用于周期性和非周期性实时消息的链路可调度性判定方法。在证明了消息链路调度优化问题MLSOP为NP complete的同时,针对周期性实时消息的链路调度优化给出了启发式算法LSHA。最后,对于周期性和非周期性实时消息分别设计了基于EDF的调度算法。仿真实验表明,在提高网络链路带宽利用率和减小消息平均延时方面,该算法均较FTT SE有明显的优势。     

主从交换式以太网中跨多Switch传输消息实时调度研究

针对FTT-SE协议在单Master多交换机的网络扩展结构中存在的消息跨多Switch传输调度问题,给出了消息在每个基本调度周期内到达各交换机输出端口时间的计算方法,提出了单EC内的消息可调度性判定算法,并对算法的可行性进行了证明。在此基础上,设计了基于EDF的消息实时调度算法和准入控制算法。通过确定消息在每个基本调度周期内到达各交换机输出端口时间,所提出的调度算法能针对COTS交换机输出端口的FCFS消息传输机制,实现对单EC内消息传输的精确控制和调度。相对已有的调度算法,仿真实验表明,所提出的算法能更有效地利用网络带宽,提高了主从交换式以太网通信的实时性。     

COTS Switch工业以太网实时调度算法

针对基于商用现成组件技术（Commercial Off-The-Shelf,COTS）的交换式以太网不能满足工业数据通信的实时性要求问题,给出了改进的FTT（Flexible Time-Triggered communication paradigm）网络调度模型,提出了新的周期性实时消息链路可调度性优化判定方法,在此基础上设计了一种基于EDF（Earliest Deadline First）的实时调度算法。算法通过对网络消息流量进行有效控制防止交换机缓冲区溢出,同时充分发挥网络在同一时间存在多个并行传输链路的优势,提高了网络实时性。仿真实验表明该算法在提高网络的聚合带宽、减小消息的平均等待延时和丢失率方面均有明显的优势。     

非抢占式EDF算法下周期性任务的最小相对截止期计算*

现有的求解周期性任务最小相对截止期的方法均假定任务集是采取抢占式EDF调度算法,并不适用于当任务为基于非抢占式EDF调度算法的场合,如实时通信领域。在分析了非抢占式EDF调度算法的可调度性判定条件基础上,提出了基于非抢占式EDF调度算法下周期性任务最小相对截止期的计算算法。算法通过逐渐增加任务的相对截止期直到使任务集变为可调度的方式,实现某个任务相对截止期的最小化。仿真实验表明该算法具有较好的计算复杂度。     

EDF调度算法可调度性分析方法的改进研究

任务集的可调度性分析是实时系统研究和应用的关键问题。针对抢占式与不可抢占式EDF(earliest deadline first)调度算法, 分别给出了实时任务集新的可调度性测试条件, 针对任务集为可调度时可以实现快速判定。通过与已有的EDF算法的可调度性判定充要条件相结合, 提出了改进的抢占式与不可抢占式EDF算法的可调度性分析方法。仿真实验表明, 相对现有EDF算法的可调度性分析方法, 所提出的方法能有效提高算法性能。     

以太网分布式测试系统中实时传输技术研究

介绍了分布式测试系统中通信的特点;分析交换式以太网的工作方式及以太网中端到端延时的因素;针对测试系统中实时传输的要求,利用UDP传输的高效性,提出一种基于UDP用于测试领域的可靠传输协议RUT(Reliable UDP for Test System);通过设置接收缓冲区,发送缓冲区,以及对发送的数据进行确认等措施,保证数据在测试网络中可靠传输;经过测试该传输协议具有较好实时性和可靠性,并应用于工业测控领域。     

快速实时工业以太网的研究

实时工业以太网技术不能满足高性能运动控制领域对高同步精度和强实时性的应用需求。为解决该问题,利用快速实时工业以太网(EPA-FRT)中的快速通信调度和精确同步技术提高网络系统的实时性和同步精度,给出EPA-FRT的6层通信模型及2层网络结构。性能测试结果表明,EPA-FRT系统的通信周期在1 ms内,同步偏差在1 μs内,能够满足高性能运动控制领域对网络通信的需求。     

实时调度算法分类研究

调度是实时系统的一个研究热点。一个调度算法的好坏决定着实时任务能否在规定的时限内完成。本文对实时调度进行了讨论;研究了经典静态调度算法中的速率单调调度算法,并提出了对该算法的改进;分析了动态调度中的最早截止期最优先算法;最后,对实时调度研究策略方向进行了展望。     

Linux2.6内核的实时调度的研究

本文分析了Linux2.4调度系统的缺陷,详细研究了Linux2.6调度系统在实时调度上所做的改进,主要研究了O(1)调度算法以及内核可抢占的调度.     

不可抢占式EDF调度算法的可调度性分析

现有的不可抢占式EDF调度算法的可调度性分析判定条件限定实时任务的截止期必须等于其周期,限制了它的使用范围。论文突破这一限制,提出了更具一般性的可调度性分析判定充要条件。通过对可调度性判定充要条件的分析,提出了基于不可抢占式EDF调度算法的周期性实时系统可调度性分析算法。     

交换式以太网控制系统传感器变采样调度研究

针对基于交换式以太网的网络化控制系统的数据传输和控制性能优化问题,提出了传感器根据给定值与实测值差额的绝对值对照静态调度表变采样周期的调度优化方法.使用TrueTime 2.0工具箱搭建了交换式以太网控制系统仿真平台进行仿真研究,并与定采样周期方法进行了对比,仿真结果验证了其可行性.此方法在实际的工程应用中具有一定的参考价值.     

基于最早截止期优先算法的过渡过程研究

在以最早截止期优先算法调度的实时系统中,如果出现新任务插入和/或现行任务加速要求,而系统所剩带宽又不足时,必须进行带宽转让,系统运行模式将被迫发生改变。针对该问题,研究新任务插入和/或现行任务加速的动态过程,分析带宽转让对系统可调度性的影响。应用处理器需求准则,证明截止期丢失只可能出现在某一时间点之前。通过该结论可以合理定义过渡过程的长度,从而展示一个清晰的三阶段模型。最后给出相关仿真实例。     

基于构件的嵌入式实时软件组合时间分析研究

在嵌入式实时软件的开发早期,将构件技术应用于对其进行时间需求的形式化分析中,不但有助于保证软件的正确性和可靠性,还能缩短需求分析周期、提高软件生产率。给出了一种基于构件技术、UML和时间ER网技术的组合时间分析方法,对嵌入式实时软件的时间需求进行分析和检测,实践表明该方法可以检测出需求模型中的时间冲突,有助于保证嵌入式实时软件时间约束的正确性,而且其分析结果具有可复用、可扩展的优点。