● 摘要
时间触发以太网（Time-Triggered Ethernet,TTE）标准扩展定义了以太网的MAC层，使之能够支持精确的时钟同步，为包含时间触发通信在内的分布式混合关键性实时系统互连提供了扩展。TTE网络支持时间触发（Time-Triggered，TT）流量，能够在网络运行的时候，根据调度时刻表发送和转发时间触发关键消息，保障了时间关键消息的传输，提高了网络的确定性和实时性；同时，还兼容多种由事件触发的虚拟链路通信类型，构成具有混合关键性保证的分布互连实时网络。
在大型TTE网络中，根据协议要求，定义了不同的时钟同步域，分属不同同步域的集群之间不需要进行时钟同步。本论文通过围绕着多同步域航空电子系统的体系结构与仿真以及基于仿真的多同步域分布综合模块化航空电子（DIMA）系统性能评价展开，主要研究了多同步域TTE网络协议规范，并基于协议规范定义，分析了TTE网络物理链路的流量约束及其有效负载率；结合网络演算方法，分析了TTE网络中的虚拟链路上数据帧端到端传输延迟的计算方法；并在计算的基础上，说明了交换机关键参数的配置方法；分析了TTE网络时钟同步拓扑机制，设计了一种以端系统作为配置主体，以物理链路作为判决载体的同步域配置方案；并采用面向对象的方法对多同步域TTE网络中的端系统、交换机、链路、调度时刻表等设备分别进行分析和建模，分别定义其各自的操作方法，并通过软件仿真引擎统一调用，开发出一套完整的多同步域TTE网络分布综合实时通信仿真工具。通过对TTE网络中具有代表性的不同关键性保证的实时流量，即：严格时间确定性保证的时间触发(TT)流量和有界时间确定性保证的速率约束(RC)流量，进行仿真实验，在典型的配置场景下得到相应的性能分析数据并输出实验报告。分析实验结果表明，支持多个时钟同步域的TTE网络能够根据流量特性妥善提供不同程度的实时性保证；同时，通过典型配置下仿真结果与理论结果的对比，验证了多同步域TTE网络运行过程中混合关键性消息的传递机制和各网络组件的调度行为。