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题目:大型飞机AFDX终端调度算法研究与实现

关键词:AFDX,终端,调度算法,实时性,EDF

  摘要


航空电子全双工交换式以太网(AFDX)是大中型飞机实现航空电子系统的首选总线技术,具有很高的科研价值。AFDX网络由终端、交换机和虚拟链路组成。本文对AFDX终端的关键技术进行研究,重点对影响AFDX网络实时性的关键因素——终端调度算法进行研究。

AFDX终端调度算法中最早截止期优先的调度算法(Earliest Deadline First,简称EDF)是目前调度算法中最优的动态优先级调度算法。根据航空电子系统中的消息性质分类可知,紧急且重要的信息例如报警信号或操作指令信号等具有非周期性和极高的时延要求且均为短帧。本文对EDF调度算法的改进是基于航空电子系统中短帧优先级较高的特点,根据数据帧长度对数据帧设定延时上界,从而实现动态优先级调度。使用NS-2网络仿真工具,对改进后的EDF调度算法与先到先服务调度算法(FIFO)进行对比验证,仿真结果显示改进的EDF算法提高了AFDX网络的实时性和公平性。

本课题搭建了AFDX终端调度算法测试的软硬件平台,硬件平台选用Nexys3开发板,使用Xilinx公司的开发工具EDK套件对改进的EDF调度算法进行软硬件协调设计与实现。编写上位机测试软件,进行软硬件联调,将EDF调度算法的延时结果显示在上位机软件上。通过测试系统的搭建再次验证了改进EDF调度算法具有较好的实时性和公平性。