Лекции. Системы реального времени (2015) (all in one) (1185224), страница 8

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 8)

Создание проекта: наполнение базы данныхинформацией о структуре бортовой сети ипротоколах информационного взаимодействия.2. Автоматическое построение расписания.3. Возможность ручной корректировки расписания.4. В случае, если нельзя построить полное икорректное расписание: автоматическаякорректировка значений ограничений нарасписание.5. Генерация программного кода, задающегорасписание.6. Генерация отчётов о входных данных ипостроенных расписаниях.САПР циклограмм(диаграмма технологического процесса)наборсообщенийпостроение расписаниятехнологические ограничениякорректировкаограниченийрасписаниегенерация отчётовгенерация кодаотчётыкод, задающийрасписаниеКольцо с арбитражем(3)(1)(2)(4)(6)(5)Топологии и классы обслуживаниястандарта Fibre Channel• точка-точка (Point-to-Point),• коммутируемая сеть (Switched Fabric),• кольцо с арбитражем (Arbitrated Loop,).Кольцо с арбитражем Fibre Channel (классыобслуживания)• класс 1 – выделенное соединение сподтверждениями;• класс 2 – передача без установки соединенияс подтверждениями;• класс 3 – передача без установки соединениябез подтверждений.Описание работы кольца с арбитражем• MONITORING - все принятые портом словаретранслируются далее, т.е.

порт передает ввыходной канал принятый набор из 40 бит.• ARBITRATING - порт переходит в этосостояние, когда ему необходимо получитьдоступ к кольцу для передачи информации.• ARBITRATION WON - состояние, в которомпорт считается выигравшим арбитраж.• OPENED - порт-приемник переходит в этосостояние, когда он получает слово OPN суказанием своего адреса.Описание работы кольца с арбитражем• OPEN - порт начинает передавать кадр сданными.• XMITTED CLOSE - порт переходит в этосостояние, когда у него больше нет данныхдля передачи, и для закрытия портовприемников он передал служебное словоCLS.• RECEIVED CLOSE - порт-приемник переходитв это состояние, когда он получает служебноеслово CLS. В этом состоянии портретранслирует слово CLS и переходит всостояние MONITORING.Передача сообщенияMONITORINGПередача сообщенияARBITRATINGMONITORINGПередача сообщенияARBITRATINGMONITORINGПередача сообщенияARBITRATINGMONITORINGПередача сообщенияARBITRATINGMONITORINGПередача сообщенияARBITRATINGMONITORINGПередача сообщенияARBITRATINGMONITORINGПередача сообщенияARBITRATINGMONITORINGПередача сообщенияARBITRATINGMONITORINGПередача сообщенияOPENMONITORINGПередача сообщенияOPENMONITORINGПередача сообщенияOPENMONITORINGПередача сообщенияOPENMONITORINGПередача сообщенияOPENMONITORINGOPENEDПередача сообщенияXMITTEDCLOSEMONITORINGOPENEDПередача сообщенияXMITTEDCLOSEMONITORINGOPENEDПередача сообщенияXMITTEDCLOSEMONITORINGOPENEDПередача сообщенияXMITTEDCLOSEMONITORINGПередача сообщенияXMITTEDCLOSEMONITORINGПередача сообщенияXMITTEDCLOSEMONITORINGПередача сообщенияXMITTEDCLOSEMONITORINGПередача сообщенияMONITORINGПротокол FC-AE-1553• Протокол FC-AE-1553 является протоколомверхнего уровня (в стеке Fibre Channel) иэмулирует работу канала MIL STD-1553B вкольце с арбитражем.• Оконечные устройства кольца с арбитражемсами не инициируют информационныеобмены.

За это отвечает специальновыделенное оконечное устройство кольца сарбитражем, называемое контроллеромкольца.Протокол FC-AE-1553предназначен для «имитации» протоколаMIL STD-1553 на кольце с арбитражемОконечноеустройствоОконечноеустройствоMIL-STD-1553FC-AE-1553FC-ALПротокол FC-AE-1553• Передача данных от абонента А к абоненту B:1) передача сообщения от контроллеракольца оконечному устройству с адресом Aс командой передать сообщениеоконечному устройству с адресом B;2) передача сообщения с даннымиот оконечного устройства с адресом Aоконечному устройству с адресом B.Задача построения магистральных каналовинформационного обмена сиспользованием кольца с арбитражем FC•Выбор порядка расположения оконечныхустройств в кольце с арбитражем–•Назначение адресов оконечнымустройствам–•от порядка следования устройств зависитдлительность передачи сообщенийвлияет на арбитраж, если нетцентрализованного управленияПостроение расписания обменовТопология кольца с арбитражем(3)(1)(2)(231465)(4)(6)(5)Построение расписания обменов•Для схемы с централизованнымуправлением.

Эта задача возникает, еслииспользуется протокол FC-AE-1553 иформулируется аналогично задаче дляканала MIL STD-1553B.•Для схемы с децентрализованнымуправлением. В этом случае должносоставляться расписание выставлениязаявок на арбитраж для каждого оконечногоустройства.Совместное планированиевычислений и обменовСистема реального времениВычислительные модулизадачисообщенияP1P2…PNpКанал с централизованным управлениемДлительность передачи сообщениязависит от того, на какие вычислительныемодули размещены задачиЦель• Построение расписания выполнения задач навычислительных модулях в составе ИУС РВ ирасписания передачи сообщений между ними поканалу с централизованным управлением ссоблюдением ограничений:– реального времени– совместимости расписаний– ограничений, связанных со спецификой аппаратных ипрограммных средств ИУС РВЗадачи и сообщения– задача61– сообщение2753256834149710Расписание выполнения задач• Требования реального времени• На одном и том же вычислительноммодуле в каждый момент времени можетвыполняться только одна задача• Каждая задача запланирована надопустимый вычислительный модульРасписание передачисообщений• Требования реального времени• В каждый момент времени может передаваться толькоодно сообщение• Технологические ограничения на обмен даннымидлительность цепочкидлина цепочкиинтервалмеждуцепочкамиЗадача• По заданным наборам задач исообщений построить корректныесовместимые расписания выполнениязадач и передачи сообщений,содержащие максимальное количествозадач и сообщенийПодходы• 3 подхода:– Сначала построить расписание сообщений, затемрасписание задач– Сначала построить расписание задач, затем расписаниесообщений– Одновременное построение обоих расписаний• Для первых двух подходов существуют частныезадачи, имеющие полное расписание, которое нельзяпостроить в рамках этих подходовЖадный алгоритм• Проблема:– Изменяющаяся длительность передачисообщений• Решение:– Считать длительность передачи сообщениямаксимально возможной и корректировать её впроцессе работы алгоритмаЖадный алгоритм: примерP1W1W2M2M3KM3W3P2W1M2M3W3W2Далее…• Каналы информационного обмена наоснове коммутаторов– топология– виртуальные каналы– планирование обменаСпасибо за внимание!ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫРЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИЛекция 9:Коммутируемые сетиКафедра АСВК,Лаборатория Вычислительных КомплексовБалашов В.В.Бортовые сетиБортовые сети – обеспечение связи между бортовыми подсистемамиНадежная доставкаСоблюдение требований реального времениКаналы точка-точкаМного кабелейПропускная способность: недоиспользование, нехватка, сложность наращиванияСложно закладывать резервПроблемы с передачей данных по сложному маршрутуНизкая адаптивность (невозможна реконфигурация)Интеграция каналов,мультиплексирование трафикаМного каналов точка-точка  общая шина для многих потоков данныхПроблема коллизий при доступе к шинесинхронизация доступа (нужно единое время)либо централизованное управление (накладные расходы…)Последовательная обработка запросов => задержкиНет устойчивости к «генерации» в канале при выходе абонента из строяКоммутатор: параллелизм обменаBACSWEДуплексные (двунаправленные) каналыЧастичный параллелизм обменаDAB || BC || CDAB, CB– нет конфликта– конфликт на линии SWB; как делить линию?Неустойчивость к «генерации»Проблема мультиплексирования потоков данных при отправкеОставшиеся конфликты – как лечить?синхронизация доступа (нужно единое время)централизованное управление (накладные расходы…)верхние оценки задержек (а если между A и B большой поток?)Виртуальные каналыРазделение пропускной способности, разграничение потоков данных=> пригодность для сложного трафика из множества потоков данныхГарантированные верхние границы задержекРезервирование, гибкость реконфигурацииРеализация: согласованные действия отправителя и коммутаторовУстойчивость к «генерации»коммутатор сбрасывает слишком частые кадрыПротоколы коммутируемых сетейс поддержкой ВКAFDX (на базе 100 Мбит Ethernet)FC-RT (на базе Fibre Channel)Программно-конфигурируемые сетиСтандарт AFDXAvionics Full-Duplex Ethernet (AFDX) –стандарт построения бортовых сетей наоснове протокола EthernetОснован на протоколеEthernetПолнодуплексная передачаданныхТеоретическая пропускнаяспособность – до 100 Мбит/сна одном физическомсоединенииАрхитектура сети AFDXКомпоненты:Абоненты (бортовые подсистемы, отправители иполучатели данных)Оконечные системы – интерфейс междуабонентами и сетьюКоммутаторы и физические соединенияАрхитектура сети AFDXДублирование сети для увеличения надежности передачиКадры передаются одновременно в обе сетиПри диагностировании ошибки (например, несовпадениеконтрольной суммы) в одной сети данные берутся из другой сетиНа оконечной системе производится сброс кадра в случае, есликадр уже пришел из другой сетиСтек протоколовКанальный уровеньEthernetВиртуальные каналыМаршрутизацияСетевой уровеньIP (без маршрутизации)Транспортный уровеньUDPСтек протоколовВиртуальные каналыОдна оконечная система – отправитель; одна или болееоконечная система – получательМаршрут следования кадров виртуального каналапрописан статически в коммутаторахПередача данныхПараметры виртуальных каналовДля каждого виртуального каналавводятся следующие параметры:BAG – Bandwidth Allocation Gap –минимальный интервал времени веждуначалами выдачи последовательных кадровна одном виртуальном канало (1-128 мс,является степенью двойки)Lmax – максимальный размер кадра(<=1518байт)Jmax – максимально допустимое отклонениемежду кадрами от BAGПараметры виртуальных каналов:BAGИспользование BAG для достижения максимальнойвыделенной пропускной способности:Альтернативный вариант:В дальнейшем рассматривается только первый вариантпередачи, без промежутков между соседними BAGинтерваламиПропускная способностьвиртуальных каналовВычисление:Bandwidth = Lmax / BAGBAG = 32 мсLmax = 200 байтBandwidth = 200 байт / ( 32 / 1000 ) сек = 6250 байт/секОграничение на зарезервированную пропускнуюспособность на физическом канале (проводе):LVL 1..

Характеристики

Список файлов лекций