汪清等：基于自适应双冗余的TTE调度方法及性能分析 ·399· TT RCAB 络中RC流的延迟.两种情况与自适应双冗余方法 下延迟进行比较，如图12所示，由对比曲线可以得 TT. 出，基于自适应双冗余结构的调度方法可以降低网 TTRC22 络延迟，提高网络性能 3 3.0 一。一双冗余丢弃冗余延迟排队论仿真 e3 *一热切换冗余延迟排队论仿直 2.5·0一自适应冗余延迟排队论仿真 TTsARC 37.l01L.14 2.0 2 TTsARC 15 TTaRCL TTRC TT 2RCsxis TT RC sTRC6TT,RC 01234567891011231415 e3T任RC2 RC编号 TTsARC34 TsARC0 TTRC 图12热切换、冗余丢弃与自适应冗余网络延迟比较 s53 2 TTsRC2 TTSRCTL TaRCAuI5e6 Fig.12 Comparison of auto-switching,redundant-drop and adaptive dual redundancy network delays ss2 图10TTE多级网络拓扑图.(a)非自适应双冗余：(b)自适应 4结论 双冗余 Fig.10 TTE multi-stage network topology:(a)non-adaptive dual 针对传统的冗余以太网结构提出了自适应双冗 redundancy:(b)adaptive dual redundancy 余以太网结构，并设计了TTE网络中各种流的调度 策略，解决了故障时切换造成开销过大的问题，实现 与对比可以发现，自适应双冗余结构可以减小网络 TT信息在故障时的零恢复时间，同时，针对RC流 延迟.此外，在多级网络中，RC经过的跳数越多，经 的双通道分散发送，提高了网络带宽的利用率，减小 过双通道分散发送后，延迟减小的更加明显.同时， RC在网络中的延迟.延迟界的闭式理论推导和仿 RC流越多，网络链路负担越重，自适应双冗余结构 真都证明了，所设计的自适应双冗余以太网结构及 对于网络RC流的延迟减小作用越明显 其调度方法能有效提高网络可靠性及延迟性能. 极限情况非自适应冗余延迟上界 极限况自适应冗余延迟上界 。-排队论模型非自适应冗余延迟仿真 排队论模型自适应冗余延迟仿真 参考文献 实际网络场景非自适应冗余延迟上界 ·一实际网络场自适应冗余延迟上界 [1]Ademaj A,Kopetz H.Time-riggered ethernet and IEEE 1588 elock synchronization /2007 IEEE International Symposium on Precision Clock Synchronization for Measurement,Control and Communication.Vienna,2007:41 2] Zhang Y J,He F,Lu G S,et al.Clock synchronization compen- sation of time-triggered ethernet based on least squares algorithm //2016 IEEE/CIC International Conference on Communications in China (ICCC Workshops).Chengdu,2016:1 B]Lan J,Xiong HG,Li Q.Clock synchronization fault-tolerance in 456789101112131415 RC编号 time-riggered Ethemet.Comput Eng Des,2015,36(1):11 (兰杰，熊华钢，李峭.时间触发以太网时钟同步的容错方法 图11多级网络拓扑延迟比较 分析.计算机工程与设计，2015,36(1)：11) Fig.11 Comparison of multi-stage network topology delays 4] Tamas-Selicean D.Design of Mixed-Criticality Applications on Dis- tributed Real-Time Systems [Dissertation].Denmark:Technical 在实际排队论仿真模型中，将网络中加入热切 University of Denmark,2014 换以及丢弃冗余两种情况，热切换冗余与冗余报文 [5]Yi J,Xiong H G,He F,et al.Research on traffic classes trans- 丢弃的方式主要针对TT流造成影响，进而增加网 formation strategy and real-ime guarantee scheduling algorithm in汪 清等: 基于自适应双冗余的 TTE 调度方法及性能分析 图 10 TTE 多级网络拓扑图． ( a) 非自适应双冗余; ( b) 自适应 双冗余 Fig． 10 TTE multi-stage network topology: ( a) non-adaptive dual redundancy; ( b) adaptive dual redundancy 与对比可以发现，自适应双冗余结构可以减小网络 延迟． 此外，在多级网络中，ＲC 经过的跳数越多，经 过双通道分散发送后，延迟减小的更加明显． 同时， ＲC 流越多，网络链路负担越重，自适应双冗余结构 对于网络 ＲC 流的延迟减小作用越明显． 图 11 多级网络拓扑延迟比较 Fig． 11 Comparison of multi-stage network topology delays 在实际排队论仿真模型中，将网络中加入热切 换以及丢弃冗余两种情况，热切换冗余与冗余报文 丢弃的方式主要针对 TT 流造成影响，进而增加网 络中 ＲC 流的延迟． 两种情况与自适应双冗余方法 下延迟进行比较，如图 12 所示，由对比曲线可以得 出，基于自适应双冗余结构的调度方法可以降低网 络延迟，提高网络性能． 图 12 热切换、冗余丢弃与自适应冗余网络延迟比较 Fig． 12 Comparison of auto-switching，redundant-drop and adaptive dual redundancy network delays 4 结论 针对传统的冗余以太网结构提出了自适应双冗 余以太网结构，并设计了 TTE 网络中各种流的调度 策略，解决了故障时切换造成开销过大的问题，实现 TT 信息在故障时的零恢复时间，同时，针对 ＲC 流 的双通道分散发送，提高了网络带宽的利用率，减小 ＲC 在网络中的延迟． 延迟界的闭式理论推导和仿 真都证明了，所设计的自适应双冗余以太网结构及 其调度方法能有效提高网络可靠性及延迟性能． 参 考 文 献 ［1］ Ademaj A，Kopetz H． Time-triggered ethernet and IEEE 1588 clock synchronization / / 2007 IEEE International Symposium on Precision Clock Synchronization for Measurement， Control and Communication． Vienna，2007: 41 ［2］ Zhang Y J，He F，Lu G S，et al． Clock synchronization compen￾sation of time-triggered ethernet based on least squares algorithm / /2016 IEEE /CIC International Conference on Communications in China ( ICCC Workshops) ． Chengdu，2016: 1 ［3］ Lan J，Xiong H G，Li Q． Clock synchronization fault-tolerance in time-triggered Ethernet． Comput Eng Des，2015，36( 1) : 11 ( 兰杰，熊华钢，李峭． 时间触发以太网时钟同步的容错方法 分析． 计算机工程与设计，2015，36( 1) : 11) ［4］ Tma爧-Selicean D． Design of Mixed-Criticality Applications on Dis￾tributed Ｒeal-Time Systems ［Dissertation］． Denmark: Technical University of Denmark，2014 ［5］ Yi J，Xiong H G，He F，et al． Ｒesearch on traffic classes trans￾formation strategy and real-time guarantee scheduling algorithm in · 993 ·