Worst case delay analysis of arinc 664: Comparing theory with OMNeT++ simulation
Arınc 664'ün en kötü durum gecikme analizi: OMNeT++ simülasyonu ile karşılaştırma teorisi
- Tez No: 746763
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AYDIN YEŞİLDİREK, DR. İBRAHİM HÖKELEK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Savunma ve Savunma Teknolojileri, Aeronautical Engineering, Engineering Sciences, 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: 45
Özet
Entegre Modüler Aviyonik (IMA) alt sistemleri arasında aktarılması gereken veri hacmi, veri birleştirme uygulamaları birçok kaynaktan alınan farklı verilerin işlenmesini gerektirdiğinden artmaktadır. Yüksek hızlı Ethernet tabanlı deterministik ağ teknolojileri, daha yüksek veri aktarım hızları talep eden artan sayıdaki aviyonik işlevlerle başa çıkmak için geliştirilmiştir. ARINC 664 ve Zaman Tetiklemeli Ethernet (TTEthernet) iki önde gelen Ethernet tabanlı aviyonik iletişim standardı olsa da, güvenlik açısından kritik uygulamalar için bir IEEE Zamana Duyarlı Ağ (TSN) profili tanımlamaya yönelik devam eden bir çalışma vardır.Tüm bu teknolojiler de, güvenlik sertifikası için aviyonik uygulamalarının gecikme sınırlarını garanti etmek için çevrimdışı bir ağ analizi gereklidir. Modern aviyonik sistemlerde yaygın olarak kullanılan deterministik bir ağ olan ARINC 664, bant genişliğini birden çok haberleşen düğümler arasında paylaşarak gecikme ve titreşim sınırları sağlar. Uç sistemler (ES'ler), bir kaynaktan bir veya daha fazla hedefe veri paketleri göndermek için sanal bağlantıları (VL) kullanır. Her VL için maksimum bant genişliği tahsisi, bant genişliği tahsis aralığı ve maksimum paket boyutu olmak üzere iki parametre ile karakterize edilir. Aviyonik güvenlik sertifikası, birden fazla ARINC 664 akışı ortak bir fiziksel ortamı paylaştığından, ARINC 664 ağ yapılandırması için en kötü durum gecikme sınırlarının bir çevrimdışı ağ planlama aracı kullanılarak hesaplanmasını gerektirir. Ağ Hesabı (NC) ve Yörünge Yaklaşımı (TA), bu çevrimdışı ağ planlama aşaması sırasında tüm VL'ler için en kötü durum uçtan uca gecikmelerini hesaplamada kullanılan iki belirgin yöntemdir. Teorik analize ek olarak, ağ simülatörleri, ağ protokollerinin performans değerlendirmesi için sıklıkla kullanılır. Bu tezde, ARINC 664 için Network Calculus (NC) gecikme analizi ve OMNeT++ simülasyon modelleri sunuyoruz. Her iki yaklaşımın uçtan uca gecikme sonuçları , tek bir anahtar senaryosundan başlayarak üç anahtar,yedi uç sistem ve 49 akış içeren karmaşık bir ağ topolojisine kadar sistematik olarak hesaplanır ve karşılaştırılır. Sayısal sonuçlar, simülasyon sonuçlarının her zaman tüm deneyler için NC en kötü durum uçtan uca gecikme sınırlarından daha düşük olduğunu göstermektedir. NC ve simülasyon sonuçları arasındaki boşluk, ağdaki düğüm ve akış sayısı arttıkça artar.
Özet (Çeviri)
The volume of data which needs to be transferred among Integrated Modular Avionics (IMA) sub-systems increases as data fusion applications require processing diverse data received from many sources. High speed Ethernet based deterministic network technologies have been developed to cope with the increasing number of avionics functions demanding higher data transfer rates. While ARINC 664 and Time-Triggered Ethernet (TTEthernet) are two prominent Ethernet based avionics communication standards, there is an ongoing work to define a profile of IEEE Time-Sensitive Network (TSN) for safety critical applications. ARINC 664, which is a commonly used deterministic network in modern avionics systems, provides delay and jitter bounds by sharing bandwidth among multiple communicating nodes. End systems (ESs) utilize virtual links (VL) to send data frames from a source to one or more destination(s). The maximum bandwidth allocation for every VL is characterized by 2 parameters, namely bandwidth allocation gap and maximum frame size. The avionics safety certification requires that the worst case delay bounds for ARINC 664 network configuration should be calculated using an offline network planning tool since multiple ARINC 664 flows share a common physical medium. Network Calculus (NC) and Trajectory Approach (TA) are two prominent methods used for calculating the worst-case end-to-end delays for total VLs during this offline network planning stage. In addition to theoretical analysis, network simulators are frequently used for the performance evaluation of networking protocols. In this thesis, we present Network Calculus (NC) delay analysis and OMNeT++ simulation models for ARINC 664. The end-to-end delay results of both approaches are compared systematically starting from a single switch scenario to a complex network topology including seven end systems and three switches and 49 flows. The numerical results demonstrate that the simulation results are always within the NC worst case end-to-end delay bounds for all experiments. The gap between the NC and the simulation results increases as the number of nodes and flows in the network increases.
Benzer Tezler
- Genetic algorithm based delay optimization for switchless ARINC 664 network topologies
Anahtarsız ARINC 664 ağ topolojileri için genetik algoritma tabanlı gecikme optimizasyonu
BEKİR GÜL
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiAviyonik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMET GARİP
DR. İBRAHİM HÖKELEK
- Genetic algorithm based ARINC-664 worst case delay optimization using network calculus
Genetik algoritma ve network calculus ile ARINC-664 uçtan uca gecikme optimizasyonu
EYÜP CAN AKPOLAT
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN ALİ ÇIRPAN
- Tool support for worst case end to end delay analysis of AFDX networks
AFDX ağlarında en büyük uçtan uca gecikme çözümlemesi için yazılım aracı desteği
ORHUN EFE
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CÜNEYT FEHMİ BAZLAMAÇCI
- An analytical method for the analysis and design of AFDX networks
AFDX ağlarının analizi ve tasarımı için yeni bir analitik yöntem
ZEYNEP AYHAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞENAN ECE SCHMİDT
PROF. DR. KLAUS VERNER SCHMİDT
- FDDI ve FDDI şebekeleri performans analizi
Başlık çevirisi yok
HİLMİ ŞENER
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. GÜNSEL DURUSOY