[发明专利]一种实时保证的交换式互连缓冲容量确定方法

摘要

本发明一种实时保证的交换式互连缓冲容量确定方法，针对目前在强实时保证下AFDX交换机的缓冲容量确定技术欠缺的情况，通过建立消息模型和交换机队列等效结构模型、分组调度和缓冲模型、消息实时调度条件，并确定关键参数，依据AFDX协议的交换机消息调度原则，指明了在交换机中运用负载匹配进行分组调度所应确定的基本参数，并以此为基础确定了分组调度与入线、出线队列缓冲容量之间的关系，给出了强实时条件下AFDX交换机中的入线、出线队列缓冲容量的确定方法。本发明的方法能确保实时消息流的强实时要求，确保实时消息流不发生溢出，同时通过合理设置缓冲容量，降低容量开销，该方法简单易行，可重复性强。

主权项

1.一种实时保证的交换式互连缓冲容量确定方法，其特征在于，该交换式互连缓冲容量确定方法具体包括如下步骤：步骤一、建立消息模型和交换机队列等效结构模型；所建立的消息模型，包括实时消息流S_i：S_i＝(C_i，P_i)；实时消息集合M_S：M_S＝{S₁，S₂，…，S_n}；其中，C_i表示实时消息流最大长度，P_i表示实时消息流产生周期，i＝1，2，…，n，n为大于0的整数；所述的交换机队列等效结构模型为：将m个交换机队列转化为一个n个等效交换机队列，其中转换后的每个队列中只有一个实时消息流，其中，m、n为大于0的整数；步骤二、建立分组调度和缓冲模型；所建立的分组调度和缓冲模型具体包括：1)设定交换机工作最差情况：n条入线队列同时竞争一条出线队列；2)设置调度轮转的最大长度L_MR：指交换机在分组调度中每次轮转所允许的最大时隙数，分组调度轮转周期的上限；每个入线队列Q_i按照调度时间轴被分配L_MR中W_i个时隙用于调度本队列的实时消息流，当Q_i待调度的实时消息量小于W_i个时隙应发生的消息量，则在Q_i发送完待调度的实时消息后，Q₁将发送非实时消息直到W_i中剩余调度时间结束，然后，下一队列Q_i+1将被调度；其中，W_i为轮转权值；3)进入交换机的消息帧根据时隙大小重新打包；步骤三、建立消息实时调度条件，并确定关键参数；所述消息实时调度条件包括时限约束条件和轮转权值约束条件；对于实时消息流S_i，时限约束条件为：当t＝P_i时，X_i(t)≥C_i，其中，X_i(t)表示入线队列Q_i被调度并发送实时消息的最小时间量；轮转权值W_i约束条件：其中，θ代表调度程序进行连接轮转的切换开销时间量；所述确定的关键参数X_i(t)为：其中，m_i＝[t/L_MR]，m_i≥1，t代表时间；步骤四、给出实时确保的分组调度方法，其分组调度方法采用下式表示：其中，m_i＝[P_i/L_MR]，m_i＞1；步骤五、确定步骤四的分组调度方法下，输入、输出缓冲容量的关系模型；任意时刻，在步骤四所述的分组调度方法下，确定的实时消息流S_i缓冲在入线队列Q_i中的关系模型为：其中，代表输入缓冲区中的最大消息数；任意时刻，在步骤四所述的分组调度方法下，确定的实时消息流S_i缓冲在出线队列中的关系模型为：其中，代表输出缓冲区中含实时消息流S_i的最大消息数；τ代表交换机出线队列响应时间；步骤六、确定实时确保的输入缓冲容量和输出缓冲容量；在输入缓冲容量为：其中，表示入线队列Q_i的缓冲容量，输出缓冲容量为：其中表示出线队列的缓冲容量。