多集群時間觸發以太網系統的調度和分配算法

多集群時間觸發以太網系統的調度和分配算法

具有實時網絡的多集群系統能夠滿足不同領域（如汽車、工廠自動化和社保系統）內大規模嵌入式系統的通信需求，同時多集群系統支持對不同時間觸發要求程度的各種業務，如車載電子系統同時具有周期性控制功能、事件觸發舒適性功能和流線型多媒體服務功能。

多集群時間觸發以太網系統面臨的主要技術挑戰是：①需要將計算組件和通信子系統映射到多集群系統平臺上，同時滿足傳輸的實時性和可靠性；②端到端通信信道能夠對多個網絡段的不同集群計算組件和以太網交換機進行交互；③在多領域和混合關鍵性系統中，不同定時模型實現共存，如周期性時間觸發活動、事件觸發速率受限活動和非周期性活動。

提出了一種對多集群系統進行調度和分配的算法以及對其進行仿真和驗證的結構框架。

（1）調度和分配算法。與以前多集群時間觸發以太網系統的調度工作不同，所提出的調度和分配算法利用節點和網絡進行計算和通信活動，并對通信和執行時間進行調度。同時，能將周期性時間觸發服務和事件觸發速率受限服務利用多個時間觸發以太網集群的處理元件和通信鏈路進行分配和調度。

（2）仿真和驗證結構框架。所建立的仿真和驗證結構框架能夠在通用場景參數（包括連接程度以及集群、處理元件數、交換機和服務數量）的基礎上自動進行實例分析并根據試驗對調度和分配算法進行評估。通過分析大量實例以更好地明確在不同情況下調度算法的應用。因此，該結構框架能夠對不同復雜程度集群系統使用的調度算法進行綜合評估。提出對多集群時間觸發以太網系統使用調度算法進行評估的通用仿真環境。此外，用于仿真和驗證的結構框架是比較系統不同調度算法的基礎，包括對不同場景的可調度性和運行實時性的評估。

未來，需要進一步將調度和分配算法集成到仿真和驗證框架中,比較具有不同調度和分配算法的系統性能。

Mohammed Abuteir et al. IEEE International Conference on Industrial Informatics.2015.

編譯：趙喚