基于网络演算的动态可重构总线建模及关键参数确定.docx

"基于网络演算的动态可重构总线建模及关键参数确定" 本文探讨了基于网络演算的动态可重构总线（UM-BUS）建模及关键参数确定问题，旨在解决UM-BUS总线在嵌入式控制系统中的实时性问题。通过对 UM-BUS 总线的传输时延进行建模分析，并探讨了 协议包长度、仲裁时隙、通道数等参数的影响，得出了传输时延与总线参数之间的量化关系，为 UM-BUS 总线在实际嵌入式系统中的应用提供了必要的理论支撑和技术指导。 UM-BUS 总线是一种新型的高可靠嵌入式系统专用总线，具备高速、高可靠、小尺寸、易于扩展等特征。 UM-BUS 总线采用总线型拓扑结构，支持最多 30 个节点直接连接到总线上。UM-BUS 节点设备分为主节点和从节点两种类型，其中主节点是通信过程的发起者，从节点是通信过程的响应者。 网络演算是构建在最小加代数上的一门确定性排队系统理论，用于分析计算机网络中的流量控制、调度以及延迟等网络特性。网络演算可用于建立业务流的准确模型以及得到各 QoS 参数的精确边界，已被广泛研究并应用于对时间要求比较苛刻的多种场合。 本文建立了 UM-BUS 总线系统的网络模型，以 UM-BUS 总线网络为核心，部署了多个主节点和从节点，提供实时和非实时服务。该模型以 UM-BUS 总线网络为核心，部署了多个主节点和从节点，提供实时和非实时服务。在该模型中，数据流可能在主节点之间、主节点和从节点之间、主节点和异构网络转换节点之间以及从节点和异构网络转换节点之间流动，这些数据流可能是实时数据流，也可能是非实时数据流。 在 UM-BUS 总线网络中，有众多不同类型的数据流，包括安全保障数据、周期采样数据、外部交互数据和系统维护数据。为了满足嵌入式系统的任务需求，需要重点关注周期性数据。假设 UM-BUS 总线系统中有 N 个主节点{S1, S2, …, SN}，主节点 Si 可产生 Ni 个周期性消息，其优先级分别是 0~Ni-1。 通过对 UM-BUS 总线的传输时延进行建模分析，探讨了 协议包长度、仲裁时隙、通道数等参数的影响，得出了传输时延与总线参数之间的量化关系，为 UM-BUS 总线在实际嵌入式系统中的应用提供了必要的理论支撑和技术指导。