扩展单调速率算法及在FF调度时间表构建中的应用

FF现场总线采用集中令牌式通信介质访问控制方式.首先,本文针对单调速率算法没有考虑周期相同时任务的调度,提出了扩展单调速率算法,以便对周期信息进行优先级分配;其次,应用此算法,给出构建调度时间表的方法,并给出了简易的调度时间表有效性判据,以保证周期信息的实时性通信;最后,通过一个应用实例来描述扩展单调速率算法及在FF调度时间表构建中的应用.     

工业实时通讯网络 (现场总线) 的基础理论研究与现状 (下)

现场总线的实时能力是分布式计算机系统实时 性能的根本保证．围绕这一主题，作者详细地论述了如何利用现场总线来支持实时通信．在 上一篇，作者从多个方面对有关现场总线的实时能力进行了全面的阐述．在本篇，作者从MA C层协议的时态特征入手对FF和WorldFIP的实时能力进行了细致的分析，并且针对协议中的 缺陷提出了改进方案．FF和WorldFIP均明确区分周期信息和非周期信息，并且利用集中式 令牌和分布式管理这两类信息．为了充分利用这两类令牌，作者对调度表的结构和规模、调 度算法及其可调度性分析、令牌运行周期的设定等方面的研究进展和未来研究进行了详细阐 述．最后，通过分析工业应用对实时的实际要求，作者提出采用实时服务质量来建立统一 的性能评价体系，来克服现有方法的局限性．     

MVB非周期信息的通信带宽分配策略研究

多功能车辆总线MVB需要传送具有高实时性要求的周期信息和随机到达的非周期信息,合理分配相应信息带宽可以提高整个网络的通信带宽利用率.在分析各类信息特点的基础上,提出了非周期信息通信的两种带宽分配策略.结合MVB非周期信息的调度方法,对两种策略进行了分析研究和性能比较,给出了各种策略的适用范围.     

基于模糊控制的实时任务调度策略研究

研究了工业控制网络的实时应用特性，建立周期信息和非周期信息发送优先级的模糊控制模型，并提出了一种新的实时信息调度方法。分析了信息调度的实时性和总线的利用效率，并与典型的现场总线实时能力作了比较，分析说明了基于模糊控制的实时任务调度策略(FCSS)较好地解决了周期信息和非周期信息的实时发送问题，可以有效解决控制网络实时信息的传输和总线资源利用率之间的矛盾。     

MVB非周期信息的实时能力分析

MVB的实时能力是基于TCN的列车网络控制系统实时性能的重要保证,详细分析了MVB非周期信息的通信原理和调度流程,对仲裁延迟进行了具体的定义,在研究MVB周期信息和非周期信息带宽占用的基础上,给出了MVB非周期信息的最差情况响应时间.根据非周期信息的各种轮询机制,建立不同优先级的最差情况响应时间计算公式.在此基础上,提出了非周期信息实时能力优化策略,分析表明,该策略有效提高了MVB非周期信息的实时通信能力.     

工业以太网实时通信中的调度表构建策略研究

介绍了一种工业以太网实时通信机制．在传输层和数据链路层增加了实时通信实体，在不改变以太网通信机制的前提下，通过调度信息的发送解决了以太网的通信冲突问题．工业以太网的实时通信调度需要与功能块调度协调一致；在对功能块调度机制进行分析的基础上，将功能块调度与实时通信调度相结合，提出了工业以太网实时通信中周期性时间调度表和非周期通信调度表的构建方法．     

用工业以太网描述和替代MVB网络

工业以太网广泛应用于各类工业控制领域,相比多功能车辆总线(MVB)在通信性能上存在优势,可适用于列车控制通信网络。文中先对工业交换式以太网模型进行了修改,用其来描述MVB网络的通信过程,对工业以太网模型和MVB网络模型作了比较,指出两者的相似性以及制约MVB通信性能的因素,然后提出了一种采用WFQ队列调度策略的环型工业以太网结构,并使用Opnet网络仿真软件仿真分析其在不同网络参数下的实时性能,通过比较,指出其在实时性方面可以替代MVB网络。     

现场级硬实时网络在线调度

通过对主要周期和非周期硬实时调度算法的深入研究，提出了一种可用于调度链路数据包的在线硬实时调度系统(ARTCS)。该调度器基于单调比率调度算法：RM、风车调度算法Sr和轮询服务器调度算法，能快速判定可调度性，进而自动生成总线表，使调度算法将数据包作为周期数据包进行调度。ARTCS简单、易用，有效地利用了总线带宽。顺序执行总线表，不仅能保证硬实时的性能，而且避免了消息传输中的中断和阻塞，因而较好地满足了现场总线领域中硬实时通信系统的要求。     

基于无线传感器网络的分布式时分多址调度策略

针对周期汇报型无线传感器网络(WSN)中数据量大而导致的无线信号冲突概率高的问题,提出了一种分布式的时分多址调度策略(DTSS)。该策略采用了一种分布式的竞争算法来构建节点的时隙调度表,即每个节点根据自身搜集到的信息来决定下一跳目的节点,并和其他节点竞争传输时隙。所有节点完成时隙调度表的建立后,节点在每个数据采集周期根据自己的工作时隙调度表发送和接收数据。仿真结果表明,该策略避免了节点无线信号的冲突,降低了节点能耗,延长了网络生命周期。     

基于无线传感器网络的分布式时分多址调度策略

针对周期汇报型无线传感器网络(WSN)中数据量大而导致的无线信号冲突概率高的问题,提出了一种分布式的时分多址调度策略(DTSS)。该策略采用了一种分布式的竞争算法来构建节点的时隙调度表,即每个节点根据自身搜集到的信息来决定下一跳目的节点,并和其他节点竞争传输时隙。所有节点完成时隙调度表的建立后,节点在每个数据采集周期根据自己的工作时隙调度表发送和接收数据。仿真结果表明,该策略避免了节点无线信号的冲突,降低了节点能耗,延长了网络生命周期。