WWW.PDF.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Разные материалы
 

«аналитические методы исследования имеются, но составляющие их математические процедуры очень сложны и трудоемки; необходимо осуществить наблюдение за поведением компонент системы в ...»

аналитические методы исследования имеются, но составляющие их математические

процедуры очень сложны и трудоемки;

необходимо осуществить наблюдение за поведением компонент системы в течение

определенного времени;

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

необходимо контролировать протекание процессов в системе путем замедления или

ускорения явлений в ходе имитации;

особое значение имеет последовательность событий в проектируемых системах и модель используется для предсказания так называемых «узких» мест;

при подготовке специалистов для приобретения необходимых навыков в эксплуатации новой техники;

имитационное моделирование оказывается единственным способом исследований изза невозможности проведения реальных экспериментов.

Имитационное моделирование состоит из следующих этапов:

создание модели (программирование работы сети; учитываются статическая и динамическая составляющие сети);

проведение экспериментов (запуск программы с различными входными данными) обработка полученных данных.

На основе полученных данных можно вычислить зависимость потребляемой энергией, скорости передачи данных от размера БП.

В случае имитационного моделирования существуют уже готовые инструменты для создания таких моделей (табл. 2).

Таблица 2 Инструменты для имитационного моделирования БП в СенК Название Фреймворк Параллелизм Топология Доступность SICOSYS C++ – Limited + Noxim SystemC – Mesh + NNSE SystemC – Mesh/Torus + Nirgam SystemC – All + gpNoCsim Java – All + DARSIM C++ + All + OMNeT++ C++/NED + All +



Как видно из табл. 2, инструменты для имитационного моделирования отличаются по:

используемому программному языку;

поддержке параллелизма;

способности моделирования определенных топологий сетей.

Из рассмотренных инструментов можно выделить DARSIM и OMNET++ как обладающих самым широким функционалом из бесплатных продуктов.

В качестве выводов можно сказать, что при проектировании БП для СенК с простыми топологиями и небольшим количеством портов в коммутаторах, можно применить аналитический метод BufferAllocation. Недостаток этого метода (требует больших затрат по объему памяти для БП) можно убрать введением понятия допустимой вероятности перегрузки (ДВП) порта в узле.

ДВП задается проектировщиком, и если максимальная вероятность перегрузки порта в узле будет меньше либо равна ДВП, распределение БП остановится. Это позволит сэкономить затраты памяти для БП. При проектировании БП для СенК со сложной структурой передачи данных и большим количеством портов в коммутаторах следует выбрать один из инструментов имитационного моделирования, опираясь при выборе на поддерживаемый ими функционал и язык программирования.

АЭРОКОСМИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ

Библиографический список

1. Kurbanov L. “The Network Calculator for NoC Buffer Space Evaluation Nadezhda Matveeva”, Lev Kurbanov, Elena Suvorova, Yuriy Sheynin Saint-Petersburg State University of Aerospace Instrumentation Saint-Petersburg, Russian Federation.

2. Bakhouya M. “A Buffer-space Allocation Approach for Application-specific Network-on-Chip” / M. Bakhouya, A. Chariete, J. Gaber, M. WackUniversite de Technologie de Belfort-Montbeliard 90010 Belfort, France.

3. Майорова, С. А. Основы теории вычислительных систем. М.:Высшаяшкола, 1978. 408 с.

4. Coenen M. “A buffer-sizing algorithm for networks on chip using TDMA and credit-based end-to-end flow control” / M.

Coenen, Eindhoven Philips Res., K. Goossens, G. De Micheli, S. Murali, in Proceedings of the 4th International Conference Hardware/Software Codesign and System Synthesis, Oct. 2006, pp. 130–135.

5. FahimehJafari, “Buffer Optimization in Network-on-Chip Through Flow Regulation”/ FahimehJafari, Zhonghai Lu, Axel Jantsch, Mohammad Hossein Yaghmaee, Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems, IEEE Transactions on, Dec. 2010,pp. 1973–1986.

6. Leonel Tedesco, “Buffer Sizing for QoS Flows in Wormhole Packet Switching NoCs” / Leonel Tedesco, Ney Calazans, Fernando Moraes, Proceedings of the 20th Annual Symposium on Integrated Circuits and Systems Design, 2007.

7. Wang L. “Application specific buffer allocation for wormhole routing networks-on-chip”/ L. Wang, Y. Cao, X. Li, and X. Zhu, NoCarc08, MICRO-41, 2008.

УДК 004.7 В. И. Миненко студент кафедры аэрокосмических компьютерных и программных систем Е. А. Суворова канд. техн. наук, доц. – научный руководитель

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОТКАЗОУСТОЙЧИВОСТИ

БОРТОВЫХ ИНФОКОММУНИКАЦОННЫХ СЕТЕЙ

В работе рассматриваются актуальность и методы повышения надежности бортовых инфокоммуникационных сетей. Надежность как обеспечение сетью требуемых характеристик сервиса (гарантированная пропускная способность, время доставки). Понятие структурной избыточности.

Важной особенностью современных бортовых информационно-измерительных комплексов (авионики) является постоянная модернизация существующего оборудования. При этом количество функций выполняемых электроникой возрастает, что приводит увеличению количества обрабатываемых данных, поступающих от различных датчиков. Это в свою очередь приводит к необходимости увеличения пропускной способности и надежности бортовых вычислительных сетей.

Обеспечение отказоустойчивости бортовых инфокоммуникационных сетей во время полета, обуславливает необходимость разработки комплексного подхода к оценке количественных показателей их безотказности. В связи с этим предметом исследования является обеспечение отказоустойчивости бортовых инфокоммуникационных сетей.

Понятие отказа системы Под отказом системы принято понимать событие, заключающееся в нарушении ее работоспособного состояния. В авионике возможны два типа отказов: структурный и параметрический.

Под структурным отказом системы [1] понимается отказ, связанный с неработоспособностью ее компонента и, как следствие, приводящий к нарушению взаимодействия этого компонента с другими компонентами авионики. Под параметрическим отказом понимается отказ, связанный с отклонением рабочего параметра одного из компонентов за пределы допуска. Согласно авиационным правилам параметрический отказ любого компонента авионики должен быть выявлен с помощью встроенных диагностических средств, в результате чего такой отказавший компонент должен быть исключен из рабочего процесса. При этом независимо от типа отказа система выТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ ключается из общей работы авионики. Поэтому оба типа отказов имеют равноценные последствия для изменения структуры авионики, и их следует рассматривать в целом.

Отказы системы могут происходить как из-за влияния внешних факторов, так и по естественным причинам, связанным с ее структурой и конструкцией составляющих. Основными причинами сбоев и отказов в рассматриваемых системах являются помехи создаваемые внутренними электромагнитными полями, воздествие внешних факторов и перепады нагрузки в сети.

При эксплуатации самолета возникновение отказов компонентов авионики не должно влиять на процесс выполнения авионикой требуемых функций. Этот вопрос на практике решается с помощью специальных методов и способов, обеспечивающих гарантированную отказоустойчивость сети, например обеспечение гаранитированной проспускной способности (минимальная пропускная способность сети), гарантированное время доставки пакета.

Методы повешения надежности Методы повышения надежности бортовых систем, связанные с понятиями надежности, отказоустойчивости и живучести аппаратуры, можно разделить на три группы: 1) конструктивнотехнологические методы, направленные на улучшение качества отдельных элементов и облегчение режимов работы систем [2]; 2) методы технической диагностики, связанные с применением аппаратно-программных средств автоматического или полуавтоматического контроля исправности аппаратуры и программного обеспечения в процессе эксплуатации системы;

3) структурные методы, с помощью которых может быть выбрана наиболее рациональная структура системы и ее компонентов, по возможности ослабляющая влияние отказов отдельных элементов на погрешности и качество ее работы. Как правило, все эти методы не исключают, а взаимно дополняют друг друга, что ведет к созданию наиболее технически эффективных систем.

Для достижения цели настоящего исследования рассмотрим существующие структурные методы, более подробно.





Современные системы связи используют большое количество элементов, что обусловливает необходимость использования резервирования и обходных маршрутов для повышения коэффициента готовности системы связи в целом.

1. Методы, основанные на оптимизации структурной схемы без применения функциональной избыточности. Здесь изменение в широких пределах входных параметров или данных наиболее нестабильных модулей или элементов не должно влиять или должно мало влиять на стабильность решения поставленных задач. При этом проводится оптимизация параметров систем.

Оптимизация параметров системы позволяет существенно снизить вероятность параметрических отказов. Однако при возникновении структурного отказа – полной утрате работоспособности отказавшего элемента – восстановление работоспособности системы без применения функциональной избыточности невозможно.

2. Методы, основанные на введении функциональной избыточности. При этом основными способами являются резервирование и комплексирование по мультимодальному принципу.

Резервирование может осуществляться на различных уровнях. Могут резервироваться либо отдельные элементы системы, либо блоки, входящие в систему – раздельное резервирование, либо вся система в целом – общее резервирование. Чем большая часть системы резервируется как единое целое, тем крупнее масштаб резервирования.

Если в системе имеются группы одинаковых элементов, то в этом случае резервные элементы могут объединяться, создавая тем самым скользящий резерв, применяемый для совокупности одинаковых элементов.

Комплексирование по мультимодальному принципу заключается в том, что одна и та же задача решается с помощью нескольких средств или процессов, основанных на различных методах, алгоритмах и средствах программирования и реализуемых на универсальном или специализированном вычислительном устройстве или устройствах, обеспечивающих достижение поставленной цели.

АЭРОКОСМИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ

По способу реализации методы повышения надежности аппаратуры систем подразделяются на активные и пассивные. При этом применение активной отказоустойчивости характеризуется более экономным расходом аппаратных средств, чем применение пассивной отказоустойчивости. Однако оно связано с некоторыми потерями времени при восстановлении работы системы после отказа, а также, возможно, потерями некоторой части данных Активная отказоустойчивость вычислителя системы реализуема только в многопроцессорных системах.

Методы повышения надежности на примере сети AFDX Рассмотрим реализацию данных методов подробнее на примере существующей сети AFDX.

AFDX (AvionicsFullDuplexSwitchedEthernet) [3] – авиационная сеть передачи данных базирующаяся на основе 10/100MbitEthernet.AFDX использует специальный протокол для обеспечения безопасной и надежной передачи данных, с гарантированным временем их передачи.

Основной целью стандарта AFDX является создание детерминистской сети передачи данных, которая может быть использована для использования необходимыми для управления полетом системами. Эта цель достигается при помощи предоставления выделенных полос пропускания трафика для каждого маршрута информации в сети и обеспечения доступности спецификации качества обслуживания (QoS) на каждом узле системы.

Сеть AFDX состоит из самолетных компьютеров и коммутаторов. В этой сети самолетные компьютеры являются потребителями сервисов передачи в сети. Уровень Конечных Систем (КС) на содержащем его компьютере предоставляет этот сервис. Конечные Системы позволяют приложениям, исполняющимся на компьютере, посылать и получать данные достоверным и безопасным способом.

КС коммутируются на основе виртуальных каналов с приоритезацией трафика (TrafficShaping), с помощью назначения пропускной способности каждого виртуального канала.

Непревышение пропускной способности виртуальных каналов достигается благодаря согласованным действиям отправителей и коммутаторов. Цель функции формирования трафика заключается в ограничении мгновенной скорости кадров в виртуальных каналах путем введения интервалов между кадрами.

КС связываются друг с другом при помощи коммутирующих пакеты компьютеров, называемых «коммутаторами AFDX». Основной задачей коммутаторов является обмен кадрами между КС, подключенными к их портам. В дополнение к этому коммутаторы реализуют правила контроля трафика на заранее сконфигурированных виртуальных каналах, статически определенных пользователем. Виртуальный Канал (ВК) это связь, используемая КС для передачи данных через сеть. ВК представляет собой однонаправленный «один ко многим» коммуникационный маршрут.

Гарантированное обслуживание обеспечивает четкую, математически обоснованную задержку, ограниченную сквозной передачей кадра. В результате этого, для того, чтобы гарантировать ограниченную задержку необходимо гарантировать определенную пропускную способность на уровне канала передачи.

Поэтому гарантированное обслуживание обеспечивает и ограниченную по верхнему пределу задержку и постоянную пропускную способность,

Похожие работы:

«2 СОДЕРЖАНИЕ НАДЗОРНАЯ И ПРОФИЛАКТИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ОПЧС Огнестойкость зданий Основы противопожарного нормирования. Сущность современной системы противопожарного нормирования. Принципы обеспечения противопожарной защиты. Межгосударствен...»

«Т.И. ЧЕРНЫШОВА, В.А. ТЁТУШКИН МОДЕЛИРОВАНИЕ В РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВАХ ИЗДАТЕЛЬСТВО ТГТУ Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тамбовский государственный технический университет» Т.И....»

«Государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования Магаданской области «Магаданский политехнический техникум» ПРИКАЗ от 26 августа 2013 г. № 284...»

«МИНОБРНАУКИ РОССИИ Пензенский государственный технологический университет Международная академия информатизации Пензенское отделение академии информациологии International academy of the open education ОАО «Научно-исследовательский институт физических измерений» НПФ «КРУГ» Труды междун...»

«1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ Цель дисциплины – познакомить студентов с методами активного социальнопсихологического обучения. К основным задачам курса относятся: изучение и анализ психологического содержания, механизмов и закономерностей активного социально-психолог...»

«НЕЧАЕВ Дмитрий Александрович СИСТЕМА ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ В РЕГИОНАЛЬНОМ ВОДОХОЗЯЙСТВЕННОМ КОМПЛЕКСЕ Специальность 05.13.01 – Системный анализ, управление и обработка информации (промышленность) Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научн...»

«Мыльникова, Е.М., Якупова, О.В. (2015). Повышение профессионализма персонала через развитие механизма внутрифирменного делегирования полномочий. Лидерство и менеджмент, 2(2), 111-120. doi: 10.18334/lim.2.2.599 Язык публикации: русский Leadership and Manageme...»










 
2017 www.pdf.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - разные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.