题目：分布式时钟同步的故障容忍机制研究

当今先进大型飞机上采用的综合化互连支持的虚拟链路通信为事件触发模式，其端到端时延抖动可达百微秒量级，而利用时间触发通信互连技术的高完整性和精确的分布式时钟同步能力，有望实现异构的航空电子模块和/或主机之间的精确同步和并行处理，时间触发以太网（Time-Triggered Ethernet，TTE）是时间触发体系结构的交换式互连实现，通过传递和处理专门的协议控制帧实现时钟同步服务。TTE的时钟同步服务采用的同步算法具有对抗随意失效的能力，其设计的容错机制是为了在网络层面保障同步的基本要求，从而对抗低层组件失效对全局同步的影响。本文所述的研究工作就是在对TTE容错机制的分析基础上，研究并验证相应协议和算法的有效性和对抗失效错误的能力。

研究工作包括：通过对时间触发以太网标准中时钟同步服务协议的分析，还原分布式时钟同步的理论模型；通过分析容错机制对应的失效模式，利用SIDERA仿真工具，验证时间触发以太网时钟同步在应对失效的可靠性问题；针对现有机制下，无双冗余压缩主控器结构下应对失效能力的不足，研究增强TTE网络时钟同步的可靠性的理论与方法。

通过研究，取得的具有创新意义的成果是：

1.    根据对TTE标准SAE AS6802的分析结果，给出了分布式时钟同步容错机制的仿真模型和场景设置；

2.    通过对容错机制的仿真实验，验证了高完整性配置下的TTE网络时钟具备对抗单点随意失效的能力；

3.    提出一种监听冗余方法，通过对压缩控制器最佳协议控制帧进行记录，在紧急情况发布冗余同步信息，有望增强TTE网络时钟同步服务对抗压缩主控器瞬时失效的可靠性，并进行了软件仿真验证。

    上述研究工作有望为TTE网络在具有高时间完整性要求的DIMA系统中的应用提供必要的技术积累和论证参考。