[发明专利]一种基于随机型网络演算的AFDX端端时延上界计算方法

说明书

技术领域

本发明提供一种AFDX端端时延上界值的计算方法，尤其涉及一种基于随机型网络演算的AFDX端端时延上界计算方法，属于电子信息技术领域。

背景技术

AFDX是在工业标准IEEE802.3以太网的基础上经过补充、修改和限定而形成的适用于航空电子系统互连的网络，传输速度能达到100Mbps，随着上世纪90年代成功应用在空客A380而迅速发展起来。由于AFDX主要提供航空电子设备间的数据交换，保证及时准确的发送数据是其设计的首要目标，因此AFDX端端时延的准确评估非常必要。

目前对AFDX端端时延的多数研究主要包括仿真和解析计算两种方法。仿真方法试图通过模拟一系列真实网络情景研究端端时延，由于网络本身及业务剖面的复杂性，通过这种仿真估计得到的时延是不安全的。解析计算方法研究最多的是网络演算方法，网络演算是以最小加代数为数学基础的网络分析方法，在近20年得到了广泛的发展。通过网络演算方法分析最差的数据传输情况，可以建立一套分析度量AFDX网络性能的框架，通过该框架可以有效的计算AFDX端端时延上界值。

然而以上确定端端时延上界仍存在以下问题：1）AFDX网络中不同业务的实时性需求不同，目前关于业务流调度算法对于时延的影响分析尚显不足；2）当前时延的解析方法均假设在信息传输的最悲观条件下计算时延边界的确定值，而通常网络数据传输过程中存在着诸多随机影响因素，假设的最差情况发生概率极小，因此得出的时延边界值普遍偏大。

发明内容

（1）目的：

本发明的目的是为了解决AFDX网络中端端时延上界分析过大的问题，而提供一种基于随机型网络演算的AFDX端端时延上界计算方法，它提出一种考虑业务流优先级调度影响时延的分析模型，从而能计算出更加精确的AFDX端端时延上界值。

（2）技术方案：本发明一种基于随机型网络演算的AFDX端端时延上界计算方法，它基于随机型网络演算对AFDX网络做出如下合理假设：

假设1交换机采用高低优先级进行发送数据，采用非抢占式的方式发送高低优先级数据。

基于上述假设，本发明一种基于随机型网络演算的AFDX端端时延上界计算方法，其流程图如图1，该方法具体步骤如下：

步骤一：首先确定待分析数据流在整网中的流程图，形成如图2所示的数据流流程图：

（1）流程图按照待分析数据流经过的交换机以及物理链路依次绘出；

（2）给流程图中每个设备编号，把非待分析数据流（与待分析数据流竞争资源，称之为交叉数据流）进出的每个交换机分别用业务累积量和表示，而待分析业务流进出串联交换机用A(t)和D(t)表示；

步骤二：确定待分析数据流的端端时延的组成部分：

根据数据流传输过程以及AFDX标准ARINC664Pt.7规定，可以构建如下的端端时延表达式：

Dpx=16.5μs+m×16μs+Σi=1mm×BDpxi]]>

其中，16.5μs是数据传输时产生的技术时延，m×16μs表示数据流经过m个交换机所产生的非缓冲区产生的固定时延，而表示第i个交换机中数据流经过缓冲区的可变时延。

步骤三：根据图3的步骤，计算的上界值：

(1)本发明依据现行设计的交换机设备，按照假设1的规定(见图4)以及步骤1中得到的图2，本发明推导出第i条虚拟链路(VLi)的数据流的到达曲线（时延分析的工具之一）：