依据可调度性与全局延迟分布式嵌入系统实时通信中总线bus的访问优化.docVIP

基于可调度性与全局延迟的分布式嵌入系统实时通信中的总线访问优化 摘要 本文在对TTP通信协议进行研究的基础上，发现嵌入式实时系统通信过程中的消息调度算法只考虑消息的可调度性而没有对全局延迟进行考虑的问题，从而提出基于可调度性及全局延迟的实时通信的总线访问优化的研究课题，随后对实时通信总线的访问优化算法进行了研究，其中包括：静态单消息算法、静态多消息算法、动态消息分配算法以及动态数据包分配，并对可调度性的判断依据进行了说明，最后通过研究现有可调度性最优算法，从而给出改进后的算法描述并加以实现。 关键字：TTP协议；可调度性；全局延时；嵌入式系统实时通信；总线优化 ABSTRACT Based on the communication protocol TTP study, found that the process of embedded real-time system communication message scheduling algorithms can only consider the scheduling of messages without delay to the overall issue to consider in order to propose a delay based on scheduling and Global the bus access optimization of real-time communications research, followed by access to real-time communication bus optimization algorithm is studied, including: Static Single message Allocation algorithm, Static Multi-message Allocation algorithms, Dynamic Message Allocation algorithms and Dynamic Packet Allocation algorithms , and can scheduling judgments based are described, and finally through the study of optimal scheduling algorithms currently available, and to be implemented in order to describe the algorithm gives improved. Keywords：TTP；Schedulability；WCGD；Embedded real-time communication system；Bus optimization 目录 第一章 1 1.1 课题背景 1 1.2 国内外研究现状 3 1.2.1 调度与控制的分开设计 3 1.2.2 调度与控制的协同设计 5 1.3 课题研究主要内容 6 第二章 8 2.1 事件触发系统与时间触发系统 8 2.2 基于TTP/C的时间触发高可靠嵌入式实时系统的实现机制 10 2.2.1 基于TTP/C的时间触发高可靠系统的物理实现机制 10 2.2.2 TTP/C所采用的帧类型和作用 12 2.2.3 时间触发高可靠嵌入式系统的调度机制 13 2.2.4 TTP/C结点的组合能力和采用的容错机制 14 第三章 16 3.1 消息调度算法简介 16 3.1.1 静态单消息 16 3.1.2 静态多消息 17 3.1.3 动态消息分配 18 3.1.4 动态数据包分配 20 3.2 消息调度优化其可调度性 21 3.3消息全局延时优化 24 第四章 26 4.1可调度性最优算法 26 4.2全局延迟最优算法 27 4.3可调度性及全局延迟近似最优算法 29 4.4仿真结果 31 第五章 33 绪论 课题背景 随着网络技术以及和数字信息技术的高速发展，在信息家电、医疗仪器、智能汽车、工业控制、通信设备各个领域中，嵌入式系统无处不在。随着网络技术的飞速发展，在许多嵌入式应用中，往往包含许多设备，譬如只能中央空调，这时分布式系统就是实现这种系统最方便、最现实的方法[1]。 由于分布式系统具有如下特点：时间关键的任务放在不同的CPU中可以更容易保证满足它的死线要求；把处理器放在设备级上更便于实现设备之间的接口；如果系统中包含从供应商购买的几个设备或系统，它们之间也含有自己的CPU，或者还包含有通信接口，通常不可能把系统的任务放到这些设备中，或者相反把设备的任务放到系统中；使用几个小CPU比使用一个大CPU更便宜；分布式