Dynamic priority assignment for improving schedulability and mixed criticality in avionics networks
Aviyonik ağlarda programlanabilirliği ve karma kritikliği geliştirmek için dinamik öncelik ataması
- Tez No: 724592
- Danışmanlar: PROF. MEHMET SERDAR UFUK TÜRELİ, DR. İBRAHİM HÖKELEK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Savunma ve Savunma Teknolojileri, Electrical and Electronics Engineering, Defense and Defense Technologies
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Aviyonik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Aviyonik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 72
Özet
Modern aviyonik ağlar için yoğun olarak kullanılan bir protokol olan ARINC 664, karma kritiklik desteği sınırlı olmasına rağmen karmaşıklık seviyesinin düşük olması nedeniyle tercih edilmektedir. Zamansal olarak senkronize edilmiş zaman planı uygulayıcısı kullanan Zaman Tetiklemeli Ethernet (TTEthernet) ve IEEE Zamana Duyarlı Ağ (TSN), farklı kritiklik seviyesinde olan uygulamaları desteklemek için daha uygundur; ancak her ikisi de sertifikasyon sürecini daha zorlu hale getiren hataya dayanıklı bir zaman senkronizasyonu gerektirir. Bu tezde, ARINC 664'ün programlanabilirliğini ve karma kritiklik desteğini geliştirmek için IEEE TSN standardlarından biri olan ani trafik patlamasını sınırlayıcı (BLS) ile birlikte yeni bir dinamik öncelik ataması (DPA) konsepti öneriyoruz. Akışın yeni bir öncelik sınıfına yeniden atanması kararı, teorik ağ hesabı yaklaşımı kullanılarak yüksek öncelikli (HP) ve düşük öncelikli (LP) sınıfların en kötü durum gecikmeleri hesaplanarak alınır. Önerilen algoritmanın etkinliğini doğrulamak ve gerçekçi bir ağ topolojisi üzerinde değerlendirmek için sırasıyla tek sekmeli ve çoklu sekmeli olmak üzere iki farklı durum çalışması kullanılmıştır. Önerilen algoritmanın performansı ise hem teorik hesaplamalar hem de gerçekleştirilen simülasyonlar ile gösterilmiştir. Teorik hesaplamalar, DPA konseptinin BLS kullanımından bağımsız olarak sınıf kullanım oranlarını önemli ölçüde arttırabileceğini göstermektedir. Tüm deneyler için simülasyondan elde edilen gecikmeler sürekli olarak teorik üst sınır gecikme değerlerinin altındadır ve simülasyondan elde edilen grafikler ve teorik gecikme sonuçları benzer özellikler göstermektedir. Bu iki çıktı, simülasyon sonuçlarının teorik sonuçları doğruladığını göstermektedir. Sonuç olarak, DPA, herhangi bir zaman senkronizasyon mekanizması kullanmadan ARINC 664'ün programlanabilirliğini ve karma kritikliğini iyileştirebilir.
Özet (Çeviri)
ARINC 664, which is a heavily used protocol for modern avionics networks, is preferred due to its simplicity, although its mixed-criticality support is limited. Time Triggered Ethernet (TTEthernet) and IEEE Time Sensitive Networking (TSN), which utilize a time-synchronized schedule, are more suitable for supporting mixed-criticality applications; however, both require a fault-tolerant time synchronization that makes the certification process more challenging. In this paper, we propose a novel dynamic priority assignment (DPA) concept together with the burst limiting shaper (BLS) from the IEEE TSN standard to enhance the schedulability and the mixed-criticality support of ARINC 664. The decision of flow re-assignment to a new priority class is done by calculating the high priority (HP) and low priority (LP) class worst-case delays using the network calculus framework. Two different case studies are utilized, namely single-hop and multi-hop, to verify the effectiveness of the proposed algorithm and to evaluate it on realistic network topology, respectively. The performance of the proposed algorithm is demonstrated by both theoretical calculations and simulations. The theoretical results show that the class utilization rates can be significantly increased by using the DPA concept with and without the BLS. For all experiments, the delays obtained from the simulations are consistently below the theoretical upper bound delay values and the graphs obtained from the simulations and the theoretical delay results show similar characteristics. These two outputs demonstrate that the simulation results confirm the theoretical results. As a result, the DPA can improve the schedulability and mixed-criticality of ARINC 664 without using any time synchronization mechanism.
Benzer Tezler
- Three essays on matching theory and application of school choice problems
Eşleme teorisi ve okul seçimi uygulamaları ̈uzerine
DUYGU SİLİ
- Sürdürülebilir tedarik zinciri performansının değerlendirilmesinde SCOR modelinin incelenmesi
An analysis of the SCOR model in evaluating sustainable supply chain performance
CEYDA ÇALIŞIR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesiİşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DİLAY ÇELEBİ GONIDIS
- Message scheduling for the static and dynamic segment of flexray: Algorithms and applications
Flexray veriyolu statik ve dinamik bölütleri için mesaj çizelgelemesi: Algoritmalar ve uygulamalar
ÖZGÜR KIZILAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞENAN ECE SCHMİDT
DOÇ. DR. KLAUS SCHMİDT
- QoS aware spectrum management framework in cognitive radio networks
Bilişsel radyo ağlarında servis kalitesine dayalı spektrum yönetimi
BERK CANBERK
Doktora
İngilizce
2011
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEMA FATMA OKTUĞ
- Yapısal kültür varlıklarının fayda değeri analizine bağlı bir yöntemle değerlendirilmesi
Başlık çevirisi yok
AYŞE TÜTENGİL