TTEthernet - TTEthernet

The Vaqt tetikli chekilgan (SAE AS6802) (shuningdek, nomi bilan tanilgan TTEthernet yoki TTE) standart Ethernet tarmoqlarida sinxronlashtirilgan vaqtni yaratish va saqlash uchun xatolarga bardoshli sinxronizatsiya strategiyasini belgilaydi va muhim integral dasturlar, IMA va integral modulli arxitekturalar uchun vaqtni tetikleyen paketlarni almashtirish uchun zarur bo'lgan mexanizmlarni belgilaydi. SAE International SAE-ni chiqardi AS6802 2011 yil noyabr oyida.

Vaqt tetikli chekilgan tarmoq qurilmalari, hech bo'lmaganda amalga oshiriladigan chekilgan qurilmalar:

  • Kengaytirilgan arxitektura, ishlamay qolgan va xavfsizligi uchun muhim tizimlar uchun SAE AS6802 sinxronizatsiya xizmatlari
  • trafikni rejalashtirish bilan vaqtni keltirib chiqaradigan transport oqimini boshqarish
  • vaqtni keltirib chiqaradigan trafik uchun paketlar vaqtini oqim bo'yicha politsiya
  • trafikni ajratish bilan mustahkam ichki arxitektura

TTEthernet tarmoq qurilmalari SAE AS6802 da ta'riflanganidek, mustahkam sinxronizatsiya, paketlarni sinxron almashtirish, trafikni rejalashtirish va tarmoqli kengligi bo'limlarini sozlash va o'rnatish uchun qo'shimcha imkoniyatga ega bo'lgan standart chekilgan qurilmalardir. Agar vaqtni keltirib chiqaradigan trafik imkoniyati sozlanmagan yoki ishlatilmasa, IEEE802.3 va IEEE802.1 standartlariga mos keladigan to'liq dupleksli chekilgan qurilmalar sifatida ishlang.

Bundan tashqari, bunday tarmoq qurilmalari aralash-kritik Ethernet tarmog'ini yoqish uchun boshqa deterministik trafik sinflarini amalga oshiradi. Shuning uchun TTEthernet tarmoqlari turli chekilgan trafik sinflarini aralashuvisiz o'tkazish uchun mo'ljallangan.

TTEthernet qurilmasini amalga oshirish standartni kengaytiradi Ethernet rivojlangan integral tizimlar uchun ikki va uch marta ortiqcha konfiguratsiyalarda vaqtni muhim, deterministik yoki xavfsizlik bilan bog'liq talablarga javob beradigan xizmatlar bilan. TTEthernet kommutatsiya qurilmalari, asosan, aerokosmik, sanoat nazorati va avtomashinalarda integral tizimlar va xavfsizlik bilan bog'liq dasturlar uchun ishlatiladi.[1] ilovalar.

TTEthernet tomonidan tanlangan NASA va ESA o'rtasidagi aloqa texnologiyasi sifatida Orion MPCV va Evropa xizmat ko'rsatish moduli, va ESA tomonidan "kelajakdagi uchirish moslamalari uchun tarqatilgan modulli avionika kontseptsiyalarini joylashtirishga imkon beradigan eng yaxshi tanlov" deb ta'riflanadi.[2]

Tavsif

TTEthernet tarmoq qurilmalari OSI Layer 2 xizmatlarini amalga oshiradi va shuning uchun u mos kelishini ta'kidlaydi IEEE 802.3 standartlari va boshqa chekilgan tarmoqlari va xizmatlari yoki IEEE 802.1Q kabi trafik sinflari bilan bir xil qurilmada bir vaqtda mavjud bo'lishi mumkin.There uch tarmoq trafigi va xabar turlari TTEthernet-ning joriy dasturlarida keltirilgan:[3]

  • Sinxronizatsiya trafigi (Protocol Control Frames - PCF): Time-Triggered Ethernet tarmog'ida sinxronizatsiya o'rnatish va qo'llab-quvvatlash uchun protokollarni boshqarish tizimlari (PCF) ishlatiladi. PCF trafigi eng yuqori ustuvorlikka ega va bu cheklangan trafikka o'xshaydi. PCF trafigi xatolarga chidamli soat sinxronizatsiya algoritmlari uchun aniq belgilangan interfeysni o'rnatadi.
  • Vaqt bo'yicha trafik: Ethernet paketlari tarmoq orqali oldindan belgilangan (rejalashtirilgan) vaqtlarda yuboriladi va boshqa barcha trafik turlaridan ustun turadi. Vaqt bo'yicha xabarlarning paydo bo'lishi, vaqtincha kechikishi va aniqligi oldindan aniqlangan va kafolatlangan. Shuningdek, "sinxronlashtirilgan mahalliy soatlar vaqt bilan bog'liq aloqa uchun asosiy shartdir".[4][eslatma 1]
  • Trafik cheklangan trafik: Yurakka chekilgan paketlar yopiq tizimlarda maksimal kechikish va tebranishni ushlab turishi uchun tuzilgan. Ular kamroq qat'iy determinizm va real vaqtda talablarga ega bo'lgan ilovalar uchun foydalanilgan. Ushbu trafik klassi har bir dastur uchun tarmoqli kengligi oldindan belgilanganligini va kechikishlar va vaqtinchalik og'ishlar yuqori chegaralarni aniqlaganligini kafolatlaydi.
  • Eng yaxshi trafik (VLAN trafigi bilan birga): Paketlar FIFO navbati orqali chiqish portlariga yuboriladi. Ushbu xabarlarni qachon va qachon uzatish mumkinligi, qanday kechikishlar yuz berishi va xabarlarni qabul qiluvchiga etib borishi to'g'risida mutlaqo kafolat yo'q. Eng ko'p sarflanadigan xabarlar tarmoqning qolgan o'tkazuvchanligidan foydalanadi va boshqa ikki turga qaraganda ustunlikka ega.
Uchta xabar turi / L2 trafik sinflari

Uchta transport klassi determinizmning har xil turlarini o'z ichiga oladi - yumshoq trafikli trafikdan "ko'proq deterministik" dan "juda deterministik" ga (VL uchun belgilangan maksimal tezlik) "qat'iy deterministik" (qat'iy kechikish, µs-jitter). deterministik birlashtirilgan chekilgan tarmoq texnologiyasini yaratish. Standart to'liq dupleksli Ethernet odatda eng yaxshi kuchga ega yoki aniqroq deterministik bo'lsa-da, vaqtni keltirib chiqaradigan trafik faqat ustuvor yo'nalishlarga emas, balki tizim vaqtining rivojlanishiga va trafikni rejalashtirishga bog'liqdir. Bu 802.1Q VLAN trafikidan yuqori ustuvor trafik deb hisoblanishi mumkin.

Xato-bardoshlik

TTEthernet (ya'ni SAE AS6802 bilan chekilgan kalit) xatolarga bardoshlik va xatolarni boshqarish modelini birlashtiradi[iqtibos kerak ]. TTEthernet kommutatori ishlamay qolganda ham xabar uzatilishini ta'minlash uchun ishonchli ortiqcha boshqarish va ma'lumotlar oqimlari (ma'lumotlar oqimlari) integratsiyasini amalga oshirishi mumkin. Ethernet tugmachasida ishlaydigan SAE AS6802 sinxron tizim arxitekturasini aniqlangan noto'g'ri gipotezasi bilan loyihalashni qo'llab-quvvatlaydi.

Bitta muvaffaqiyatsizlik gipotezasi, ikkilamchi muvaffaqiyatsizlik gipotezasi va o'zboshimchalik bilan sinxronizatsiya buzilishlariga qarshi chidamlilik vaqtni tetikleyen Ethernet (SAE AS6802 asosidagi) tarmog'idagi asosiy xatolarga bardoshlik kontseptsiyasini belgilaydi.

Bitta nosozlik gipotezasi bo'yicha, Time-Triggered Ethernet (SAE AS6802) yakuniy tizimning o'zboshimchalik bilan ishdan chiqishiga yoki kalitning ishlamasligi bilan o'tkazib yuborilishiga yo'l qo'yishga mo'ljallangan. Vaqt tetikli chekilgan tarmoqdagi kalitlarni markaziy avtobusning qo'riqchi funktsiyasini bajarish uchun sozlash mumkin. Markaziy avtobusni qo'riqlash funktsiyasi, agar oxirgi tizimlar to'plami o'zboshimchalik bilan buzilgan bo'lsa ham, o'zboshimchalik bilan ishlamay qolish rejimini mos kelmaydigan o'chirish rejimiga o'tkazish orqali ushbu nuqsonli tizimlarning butun tizim ta'sirini yashiradi. O'zboshimchalik bilan ishdan chiqqan nosozlik rejimi, shuningdek, "gapirish-ahmoq" deb nomlangan harakatni ham o'z ichiga oladi. Shuning uchun vaqt cheklovidagi chekilgan kalitlar nosozliklarni cheklash chegaralarini o'rnatadi.

Ikkala nosozlik gipotezasi bo'yicha, Vaqt tetikli Ethernet tarmoqlari ikkita ishlamay qoladigan mos kelmaydigan o'chirib qo'yilgan qurilmalarga toqat qilishga mo'ljallangan. Ushbu qurilmalar ikkita so'nggi tizim, ikkita kalit yoki so'nggi tizim va kalit bo'lishi mumkin. Oxirgi nosozlik stsenariysi (ya'ni tugatish tizimi va tugmachaning ishlamay qolishi) Time-Triggered Ethernet tarmog'i so'nggi tizimlar o'rtasidagi mos kelmaydigan aloqa yo'lini toqat qilishini anglatadi. Ushbu nosozlik rejimi engish qiyin bo'lgan usullardan biridir.

Vaqt bilan ishlaydigan chekilgan tarmoqlar doimiy ishlamay qolganda ham vaqtinchalik sinxronizatsiya buzilishiga toqat qilishga mo'ljallangan. Ikkala va ikkita muvaffaqiyatsizlik gipotezasi bo'yicha, Vaqt tetikli Ethernet o'z-o'zini barqarorlashtirish xususiyatlarini beradi. O'z-o'zini barqarorlashtirish shuni anglatadiki, taqsimlangan kompyuter tarmog'idagi ko'plab qurilmalarda vaqtinchalik buzilishdan keyin ham sinxronizatsiya o'zini tiklay oladi.

Ishlash

Vaqt bo'yicha trafik

Vaqt tetikli trafik vaqti-vaqti bilan rejalashtirilgan bo'lib, arxitekturasi, chiziq tezligi (masalan, 1GbE), topologiyasi va hisoblash modeliga qarab 0,1-5 (+) kHz tezlikda ishlaydigan boshqaruv tsikllarida, vaqtni hisobga olgan holda arxitektura (TTA) hisoblash modelidan foydalangan holda. va aloqa. Qattiq aniqlik, jitter nazorati va vazifalar va rejalashtirilgan tarmoq xabarlari o'rtasida hizalama / sinxronizatsiya tufayli qattiq real vaqtda dastur darajasida mumkin.

Sinxron TTEthernet tarmog'iga ega bo'lgan L-TTA (bo'shashmasdan TTA) arxitekturalarida, lekin tizim / tarmoq vaqtidan ajratilgan mahalliy kompyuter soatlari bilan boshqaruv tsikllarining ishlashi cheklangan bo'lishi mumkin. Bunday holda, vaqtni keltirib chiqaradigan translyatsiyalar majburiydir davriy ravishda rejalashtirilgan va shu bilan dastur qatlamidagi jarayonlar orasidagi kechikishlar katta bo'lishi mumkin, masalan. bilan plesioxron tsikldan foydalanadigan tizimlarda kuzatilganidek, o'zlarining mahalliy soatlari va bajarish tsiklida ishlaydigan jarayonlar MIL-STD-1553 B avtobuslari, tarqatish oralig'ining ikki baravarigacha bo'lganligi sababli, manbada rejalashtirilgan uzatishni kutish va qabul qilish jarayoni belgilangan joyda ishlashni kutish uchun chiqarilgan paketlar.

Trafik harakati cheklangan

Trafik chegaralangan trafik yana bir davriy vaqt sezgir trafik sinfi bo'lib, u maksimal kechikish va jitter talablarini bajarish uchun vaqtni keltirib chiqaradigan trafik bilan (va aksincha) mos ravishda modellashtirilishi kerak. Shu bilan birga, ajratilgan o'tkazuvchanlik kengligi yig'indisi tarmoqning har bir nuqtasida taqdim etilgan quvvatdan kam bo'lsa ham, etkazib berish hali ham kafolatlanmagan, masalan, o'tkazgich navbatida potentsial buferning oshib ketishi va hk. kafolatdan qochish kerak.

Eng yaxshi harakat trafigi

Trafikning eng yaxshi trafigi tezligi cheklangan va vaqt bo'yicha trafik ishlatmaydigan tarmoq o'tkazuvchanligidan foydalanadi.

TTEthernet qurilmalarida ushbu trafik klassi deterministik trafikka xalaqit bera olmaydi, chunki u o'zining alohida bufer xotirasida joylashgan. Bundan tashqari, u boshqa portlarga ajratilgan trafikdan ajratilgan portlarda eng yaxshi harakat trafigini ajratib turadigan ichki arxitekturani amalga oshiradi. Ushbu mexanizmni trafikni boshqarishni ta'minlash uchun nozik IP-politsiya politsiyasi bilan bog'lash mumkin, bu FIFO buferiga ega VLAN-larga qaraganda ancha kuchli.

Tarix

2008 yilda u e'lon qilindi Honeywell texnologiyani aerokosmik va avtomatizatsiya sanoatidagi dasturlarda qo'llaydi.[5]2010 yilda kommutatorga asoslangan dastur umumiy avtobus tizimlariga qaraganda yaxshiroq ishlashi ko'rsatildi FlexRay avtoulovlarda foydalanish uchun.[6] O'shandan beri vaqtni tetikleyen Ethernet turli xil sanoat, kosmik va avtomobil dasturlari va tarkibiy qismlarida amalga oshirilmoqda.

Shuningdek qarang

Izohlar

  1. ^ Sinxronizatsiya sifati ma'lumot manbai va kalit o'rtasidagi fizik bog'lanish vaqtni keltirib chiqaradigan uzatmalar uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan samaradorlik chegarasini va shu bilan tarmoqning umumiy samaradorligini belgilaydi: Shaxsiy ma'lumotlar ramkalari uzatilishi kerak ular kalit kutgan vaqt oralig'ida keladi. Shuning uchun manba va kalit o'rtasida sinxronizatsiya qilishda maksimal xato, kalit ruxsat berishi mumkin bo'lgan vaqt oralig'ining davomiyligiga kiritilishi kerak. Aks holda, manba nuqtai nazaridan to'g'ri vaqt belgilanadigan vaqtni uzatishni uzatish ramkalari noto'g'ri ishlatilganligi uchun kalit tomonidan o'chiriladi. Demak, sinxronlashdagi xatolar qanchalik katta bo'lsa, har qanday davrda bunday freymlar kamroq uzatilishi mumkin. Bu vaqtni keltirib chiqaradigan uzatishni uzatish uchun IEEE1588 dasturiy ta'minotiga ega standart IEEE 802.3 Ethernet tarmoq interfeyslaridan foydalanishdagi alohida muammo. ishonchli ishonchli ma'lumotlarni tashish uchun. Shu sababli qisman TTEthernet dasturlarida sinxronizatsiya uchun qo'shimcha qurilmalarni qo'llab-quvvatlaydigan va hokazo maxsus TTEthernet tarmoq interfeyslaridan foydalanish tavsiya etiladi.

Adabiyotlar

  1. ^ https://www.tttech.com/technologies/time-triggered-ethernet/, 2014 yil 13-iyulda olingan.
  2. ^ "Vaqt bilan ishlaydigan chekilgan". Evropa kosmik agentligi. Olingan 2020-04-10.
  3. ^ "TTEthernet - barcha maqsadlar uchun kuchli tarmoq echimi" (PDF). Marketing oq qog'ozi. TTTech Computertechnik AG. 2009. Arxivlangan asl nusxasi (PDF) 2014 yil 28 martda. Olingan 28 mart, 2014.
  4. ^ Uilfrid Shtayner va Bruno Dutertre, SMT-ga asoslangan rasmiy tasdiqlash a TTEthernet Sinxronizatsiya funktsiyasi, S. Kowalewski va M. Roveri (nashr.), FMICS 2010, LNCS 6371, 148–163 betlar, 2010.
  5. ^ "Yangi mahsulotlar: Ethernet platformasi". Avionics jurnalidagi yangiliklar. 2008 yil 1 aprel. Olingan 9 iyun, 2011.
  6. ^ T. Shtaynbax, F. Korf, T. S Shmidt (2010 yil 18-may). "Vaqt bilan ishlaydigan chekilgan tarmoqni FlexRay bilan taqqoslash: transport vositalarining tarmoqlari uchun real vaqt rejimida raqobatlashuvchi yondashuvlarni baholash". Zavoddagi aloqa tizimlari bo'yicha 8-IEEE Xalqaro seminar (WFCS): 199–202. doi:10.1109 / WFCS.2010.5548606. ISBN  978-1-4244-5460-0.CS1 maint: mualliflar parametridan foydalanadi (havola)

Tashqi havolalar