[发明专利]一种时间触发网络中任务分区与通信调度的同步方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机应用技术领域，一种时间触发网络中任务分区与 通信调度的同步方法。

背景技术

在高综合化的机载IMA系统中，多种应用服务如航电、飞控、惯导 等均被映射到多个节点不同的计算资源上，节点间通过网络互联，每个 节点均需运行多个不同安全、关键级别的应用程序。

ARINC653规范针对这一需求提出了应用程序接口和系统服务集(The Application/ExecutiveInterface，APEX)，将系统资源在时间和空间 上进行分区，从而隔离不同安全关键等级的应用服务，并提高IMA系统 软件的可移植性、系统的高可靠性和安全性等特性。

时间触发以太网的确定性、容错机制以及实时性等特点与传统以太 网的灵活性、动态性以及提供“尽力而为”的服务相结合，为同步的、 高可靠嵌入式机载系统以及可容错航电网络的设计提供支持。可用于安 全关键的实时控制系统(SafetyCriticalSystem)中，如航空电子系 统及工业自动化控制等领域。

然而在传统以太网中实时业务的消息的传输和调度机制不能严格保 证数据传输的抖动和端到端时延；另一方面，在采用无分区的操作系统 中的时间触发以太网设备上也无法提供时间确定的数据传输服务。因单 纯的从网络或操作系统层面的优化均不能为高可靠强实时的机载系统提 供确定性的通信支持

发明内容

为保障高确定、强实时性的航电业务需求，需要在各模块不同的分 区之间建立统一的全系统时间基准，本发明提供了一种时间触发网络中 任务分区与通信调度的同步方法，本发明中的TTE端系统即为时间触发 以太网端系统。

本发明的技术解决方案：

一种时间触发网络中任务分区与通信调度的同步方法，包括以下步 骤：

1)初始化同步对齐

1.1)对TTE端系统进行初始化，将TTE端系统的簇周期的本地时 钟T0设置为0；其中，TTE端系统上运行有分区操作系统；

1.2)将TTE端系统与TTE端系统所处的TTE网络中的其他节点进 行同步，并判断是否完成同步，若完成，读取TTE端系统的簇周期当前 时钟值T1，并跳转步骤1.3)，否则重复本步骤；

1.3)将TTE端系统簇周期、与步骤1.1)中所述分区操作系统的 时间框架、进行初始化同步对齐；

2)周期性再同步

2.1)读取TTE端系统的簇周期当前时钟值T1，读取所述分区操作 系统的任务分区时钟T4，

2.2)比较T1与T4的大小；若T1大于T4，跳转步骤2.3)；否则， 跳转步骤2.4)；

2.3)缩短步骤1.1)中所述分区操作系统的主时间框架，完成周 期性再同步；

2.4)拉伸步骤1.1)中所述分区操作系统的主时间框架，完成周 期性再同步。

步骤1.3)具体为：

1.3.1)比较T0与T1的大小；若T0小于或等于T1，将T0设置为 T1，等待t秒，然后跳转步骤1.2)；若T0大于T1，则跳转步骤1.3.2)；

1.3.2)读取TTE端系统的本地时钟T3，将T1设置为T3。

步骤1.1)中所述分区操作系统是ARINC653分区操作系统。

步骤2.3)和步骤2.4)中对步骤1.1)中所述分区操作系统的主时 间框架进行缩短或拉伸的范围，不得超过TTE端系统所处的TTE网络的 整合周期时长，从而避免修正的时间范围过大而引起的非预期错误。

初始化同步对齐的时间精度与步骤1.3.1)中t的取值相关，初始化 同步对齐的时间精度要求越高，t的取值越小。

本发明的优点：

提高了时间触发网络精确度，从而保证时间触发消息得到及时的调 度和传输、有效减小时间触发消息传输的抖动和端到端时延，为高可靠 强实时系统提供通信支持。

附图说明

图1是TTE网络中不同TTE端系统模块间的分区同步示意图；

图2是分区操作系统的时间框架与TTE簇周期的同步和对齐示意图；

图3是本发明的初始化同步对齐示意图；

图4是本发明的初始化同步对齐流程图；

图5是本发明的周期性再同步对齐示意图；