板级互连网关的时间触发消息转发调度方法
2021-04-28臧光界熊华钢
臧光界,李 峭,王 彤,熊华钢
(北京航空航天大学电子信息工程学院, 北京100191)
1 引言
综合模块化航电系统(Integrated Modular Avionics,IMA)架构在航天电子领域得到了广泛应用。 NASA 提议将IMA 架构与集成安全关键高级航空电子通信和控制(Integrated Safety-Critical Advanced Avionics Communication and Control,ISAACC)系统相配合,用于载人航天器安全关键系统的控制和监视。 在IMA 的基础上,分布式综合模块化航电系统(Distributed Integrated Modular Avionics, DIMA)采用具有时间触发通信能力的交换式网络作为航天平台的骨干综合化互连。 随着电子信息系统向着多核处理、片上系统(System on Chip, SoC)和智能化方向发展,出现了微小型化的可综合模块,综合化互连将不仅限于局域网,逐渐产生了电路板级的芯片间(off-chip)综合化互连。
时间触发以太网(Time-Triggered Ethernet,TTE)提供了分布式的全局精确时钟同步,能够保证时间触发(Time-Triggered, TT)消息传输的严格时间确定性,已作为NASA 的Orion 多用途运输载人飞船的骨干互连技术得到了实际应用,并有望推广应用到航天电子综合化系统。
飞船或星载的数据处理(On-Board Data Handling,OBDH)子系统不仅承担了遥测、跟踪和指挥(Telemetry, Track and Command, TT&C)信息与地面测控系统之间的数据传输与存储,而且在分布式综合航电体系架构下,也需要担负空间平台内部电子组件之间的综合化互连。 综合化互连的对象包含IMA 处理机之间的局域网(Local Area Network,LAN)级别的骨干互连,未来也将包含微小型化的智能组件的接入互连。 如果将时间触发通信技术从TTE 网络延伸到板级的片上系统,形成芯片间的综合化互连,有望减少OBDH子系统的互连种类和协议层次,同时增强其可重构能力。
骨干互连和芯片间互连之间网关的转发调度方法关系到平台内部消息传输实时性和合理性,目前研究人员已对系统模型进行研究,并提出时间触发总线和网络的调度方法。……
