● 摘要
时间触发以太网（Time-Triggered Ethernet，TTE）是新一代的以太网通信技术，其采用TT、RC、BE三种不同的通信任务进行混合传输，其中的TT通信任务可以最大程度地避免时间延迟的抖动，达到严格的时间确定性，使TTE有望作为目前大型飞机AFDX网络技术的升级换代技术，实现分布式综合模块化（Distributed Integrated Modular Architecture，DIMA）的体系结构。TTE网络的时间触发通信任务的配置是综合化网络性能保证的关键，考虑了链路和终端负载均衡因素的优化的调度时刻表不仅可以为各个节点提供可行的消息调度方案，而且保证了整个TTE网络的稳定运行。
本文所述的工作针对以时间触发以太网为互连基础设施的分布式综合化系统的任务分配展开研究，提出了一种TTE网络任务调度算法以及TT消息路径生成算法，生成了相应的调度时刻表；并开发了时间触发网络优化设计工具，负责对TTE网络的任务分配和消息路径配置进行优化，为网络的设计提供依据。
在设计、开发和实验的过程中，取得如下具有新颖性的关键技术进展：
1）通过将各个任务的物理拓扑、虚拟链路拓扑等多种设计约束属性转化定义为代价函数，提出了一种将信息处理和通信任务指派并映射到分布嵌入式资源的方法，使设计者能够利用TTE网络通信的时间确定性机制，统一地安排处理任务和通信任务；并采用模拟退火算法启发式求解优化问题，保证网络节点处理和节点间通信的均衡性。
2）通过对消息传输的转跳数与链路的负载均衡程度建立模型，研究在时间触发以太网中两者的权衡关系，依据保证实时性和链路利用率最大原则，推导出了消息传输路径的优化公式。
3) 提出了多消息的复杂周期处理的处理方案，定义了TT消息对整个网络影响参数，并依据各TT消息对网络的影响程度，提出了调度时刻表的生成方法。
在上述关键技术的支撑下，设计并自主开发实现了时间触发网络优化设计工具，对时间触发以太网时间触发通信任务的分配进行离线分析与优化设计，为网络的设计提供依据。
通过上述的研究和开发工作，为时间触发以太网任务时间触发通信任务的配置提供了一种合理的解决方案，对于大中型飞机的综合化互连设计具有参考价值。