基于最大分配距离算法的1553b总线消息传输优化方法

文档序号:9491742阅读:633来源:国知局
基于最大分配距离算法的1553b总线消息传输优化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及数据传输技术领域,具体涉及一种基于最大分配距离算法的1553B总线消息传输优化方法。
【背景技术】
[0002]1553B总线是一种集中式控制的飞机内部电子系统联网的标准,它的高可靠性、实时性以及灵活性使其在航空、航天等领域上得到广泛的应用。由于数据传输系统对实时性和可靠性具有很高的要求,必须保证1553B总线上消息传输的实时性。当1553B总线上需要处理不同长度、不同周期的多种消息,并且存在异步消息需要处理时,系统的实时性一般很难保证。目前比较常见的1553B总线消息优化算法有基于计算量向量算法、RMS调度算法、长释放时间间隔优先算法、HTSF算法等。在上述方法中,基于计算量向量算法和RMS调度算法都是基于静态负载均衡的,没有解决消息的动态负载均衡问题,当总线上有很多非周期性消息时,容易导致总线堵塞或饱和;长释放时间间隔优先算法不能保证释放间隔较小的消息或者突发消息能在截止期前完成调度;HTSF算法没有考虑同一时刻可能有多条消息同时到达的情况,而且算法执行效率较低。
[0003]因此,为了避免出现1553B总线堵塞和饱和现象,提高1553B总线的利用率,降低总线的平均延迟时间,均衡总线负载,需要设计一种优化1553B总线消息传输的方法。

【发明内容】

[0004](一 )要解决的技术问题
[0005]本发明要解决的技术问题是:如何设计一种优化1553B总线消息传输的方法,以降低总线的平均延迟率,均衡总线负载,达到最优的通信效率。
[0006]( 二)技术方案
[0007]为了解决上述技术问题,本发明提供了一种基于最大分配距离算法的1553B总线消息传输优化方法,包括以下步骤:
[0008]S1、令消息传输时间X = Xc+Xs+Xr+Xg+n*Xdo其中,X。为指令字传输时间,X s为状态字传输时间,X1^响应时间,Xg为消息间隔时间,X d为数据字传输时间,η为周期的个数;
[0009]设定非周期性消息的个数为m,这m个非周期性消息要被安排在η个周期上,m彡n,各个周期上传输时间之和分别为A1, A2,…,An;
[0010]定义d = A1- Aj I , i,j = 1,2,...,]!,i乒j为分配距离,最大分配距离为dmax =max (Ai) - min (Aj) | ;
[0011]S2、将m个非周期性消息的传输时间由大到小排列X2…彡Xm,令num = η ;
[0012]S3、取出X1, Χ2,…,Xni中的前η个元素,并将XjPXn+1相加,得到ΧρΧ2,…,Χη+Χη+1这组η个数,再将这组数按照由大到小顺序排列得到Y1,Υ2,…,Yn,此时将num加I,若此时m-num不小于零,则再把Xn+2和Y n相加,得到Y:,Y2,…,1+2+1这组η个数,再将这组数按照从大到小顺序排列得到Z1, Ζ2,…,Zn,此时再将num加1,以此类推,直到m_num小于零则结束本步骤;
[0013]S4、设最终得到的从大到小顺序排列的一组η个数为K1, Κ2,…,Κη,这组数的每个数都由XpX2,…,Xni中的数表示,此时按照K ^K2,…,Kn中每个数的表达式将XpX2,…,Xni所对应的消息安排在相应的周期上进行传输。
[0014](三)有益效果
[0015]本发明对遗传算法进行改进的基础上,提出了一种基于最大分配距离算法对非周期性消息传输进行优化设计,实现了对传输的1553Β消息块的合理的组织,利用该算法对1553Β总线周期性消息和非周期性消息混合传输进行优化,能够在满足每条消息最大延迟时间要求的前提下,合理确定每条消息的相位,使得总线各条消息的延迟时间率达到均衡,有效地缓解了总线消息拥塞和饱和现象,解决了总线负载均衡的难题,提高了总线处理异步消息的能力,达到了最优的通信效率。
【附图说明】
[0016]图1为本发明实施例的方法中最大分配距离算法流程图。
【具体实施方式】
[0017]为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚,下面结合附图和实施例,对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。
[0018]在每个小周期内周期性消息传输完成后的剩余时间是用来处理非周期性消息的,若第一个小周期内的非周期性消息没有处理完,总线控制器就会将其放到下一个小周期内处理。如果连续几个小周期都无法处理该条非周期性消息,很可能导致该非周期性消息处理失败,造成总线饱和或者堵塞现象。为了提高1553Β总线消息传输的实时性,降低总线的通信延迟率,本发明对遗传算法进行改进的基础上,提出了一种基于最大分配距离算法的1553Β总线消息传输优化方法,能够实现将非周期性消息均衡分配到小周期内,提高了处理非周期性消息的能力。
[0019]参考图1,本发明实施例提供的基于最大分配距离算法的1553Β总线消息传输优化方法,包括以下步骤:
[0020]S1、令消息传输时间X = Xc+Xs+Xr+Xg+n*Xdo其中,X。为指令字传输时间,X s为状态字传输时间,Xr为响应时间,X g为消息间隔时间,X 4为数据字传输时间,η为周期的个数,此周期为小于预设值的小周期;
[0021]设定非周期性消息的个数为m,这m个非周期性消息要被安排在η个周期上,m彡n,各个周期上传输时间之和分别为A1, A2,…,An;
[0022]定义d = A1- Aj I , i, j = I, 2,..., n, i ^ j为分配距离,最大分配距离为dmax =max (Ai) - min (Aj) | ;
[0023]S2、为了保证分配各组之间的差异达到最小,需保证最大分配距离值最小。将m个非周期性消息的传输时间由大到小排列-.X1^Xm,令num = η ;
[0024]S3、取出X1, Χ2,…,Xni中的前η个元素,并将XjPXn+1相加,得到X1J2,…,Χη+Χη+1这组η个数,再将这组数按照由大到小顺序排列得到Y1,Υ2,…,Yn,此时将num加I,若此时m-num不小于零,则再把Xn+2和Y n相加,得到Y:,Y2,…,1+2+1这组η个数,再将这组数按照从大到小顺序排列得到Z1, Z2,…,Zn,此时再将num加1,以此类推,直到m_num小于零则结束本步骤S3,继续执行步骤S4 ;
[0025]S4、设最终得到的从大到小顺序排列的一组η个数为K1, Κ2,…,Κη,这组数的每个数都由XpX2,…,Xni中的数表示,此时按照K ^K2,…,Kn中每个数的表达式将XpX2,…,Xni所对应的消息安排在相应的周期上进行传输,从而将m个非周期性消息安排在了 η个周期上进行传输。
[0026]下面举例说明。
[0027]例如,m= 6,η = 4,X1= 10,X 2= 8,X 3= 7,X 4= 6.5,X 5= 6,X 6= 3,则按照步骤 S3,弟一次排序后得到 Y1= X 4+Χ5= 12.5,Y 2= X 1 = 10,Y 3= X 2= 8,Y 4= X 3= 7 ;弟二次排序后得到 Z1= Y != X 4+X5= 12.5,Z 2= Y 4+X6= X S+X6= 10,Z 3= Y 2= X j= 10,Z 4=Y3=X2= 8,因此,步骤S4中,将第4、5个非周期消息安排在第I个周期上进行传输,将第3、6个非周期消息安排在第2个周期上进行传输,将第I个非周期消息安排在第3个周期上进行传输,将第2个非周期消息安排在第4个周期上进行传输。也可以通过计算验证,相对于其他任意分配方式来说,这种分配方式所得到的最大分配距离值是最小的,为d_ =
max (Ai) - min (Aj) = 12.5-8 =4.5。
[0028]可以看出,本发明基于最大分配距离算法对非周期性消息传输进行优化设计,实现了对传输的1553B消息块的合理的组织,仿真结果表明,利用该算法对1553B总线周期性消息和非周期性消息混合传输进行优化,能够在满足每条消息最大延迟时间要求的前提下,合理确定每条消息的相位,使得总线各条消息的延迟时间率达到均衡,有效地缓解了总线消息拥塞和饱和现象,解决了总线负载均衡的难题,提高了总线处理异步消息的能力,达到了最优的通信效率。
[0029]以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种基于最大分配距离算法的1553B总线消息传输优化方法,其特征在于,包括以下步骤: S1、令消息传输时间X= Xc+Xs+Xr+Xg+n*Xdo其中,X。为指令字传输时间,Xs为状态字传输时间,X1^响应时间,Xg为消息间隔时间,X d为数据字传输时间,η为周期的个数; 设定非周期性消息的个数为m,这m个非周期性消息要被安排在η个周期上,m多n,各个周期上传输时间之和分别为A1, A2,…,An; 定义d = A1- Aj I, i, j = 1,2,…,n,i乒j为分配距离,最大分配距离为dmax =max (Ai) - min (Aj) | ; S2、将m个非周期性消息的传输时间由大到小排列X2…彡Xm,令num= η ; S3、取出X1,X2,…,Xni中的前η个元素,并将XjP X n+1相加,得到X ^ X2,…,Xn+Xn+1这组η个数,再将这组数按照由大到小顺序排列得到Y1, Y2,…,Yn,此时将num加1,若此时m-num不小于零,则再把Xn+2和Y n相加,得到Y:,Y2,…,1+2+1这组η个数,再将这组数按照从大到小顺序排列得到Z1, Ζ2,…,Zn,此时再将num加1,以此类推,直到m_num小于零则结束本步骤; S4、设最终得到的从大到小顺序排列的一组η个数为K1,K2,…,Κη,这组数的每个数都由X^X2,…,Xni中的数表示,此时按照K ^K2,…,Kn中每个数的表达式将X^X2,…,对应的消息安排在相应的周期上进行传输。
【专利摘要】本发明涉及一种基于最大分配距离算法的1553B总线消息传输优化方法,属于数据传输技术领域。本发明对遗传算法进行改进的基础上,提出了一种基于最大分配距离算法对非周期性消息传输进行优化设计,实现了对传输的1553B消息块的合理的组织,利用该算法对1553B总线周期性消息和非周期性消息混合传输进行优化,能够在满足每条消息最大延迟时间要求的前提下,合理确定每条消息的相位,使得总线各条消息的延迟时间率达到均衡,有效地缓解了总线消息拥塞和饱和现象,解决了总线负载均衡的难题,提高了总线处理异步消息的能力,达到了最优的通信效率。
【IPC分类】H04L12/40
【公开号】CN105245423
【申请号】CN201510542207
【发明人】赵昶宇
【申请人】中国航天科工集团第三研究院第八三五七研究所
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年8月28日
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