Offset scheduling for AFDX: Definition, responsetime computation, andevaluation
AFDX için ofset çizelgeleme: Tanım, tepki zamanı hesaplaması ve değerlendirme
- Tez No: 973260
- Danışmanlar: PROF. DR. KLAUS WERNER SCHMIDT, PROF. DR. ŞENAN ECE GÜRAN SCHMİDT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Gecikme, Delay
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Modern hava araçları, gelişmiş işlevsellikleri ve güvenlik açısından kritik operasyonları desteklemek için hem iç hem de dış kaynaklı çeşitli ve yüksek hacimli \mbox{verilerin} entegrasyonunu gerektirir. ARINC-429 ve MIL-STD-1553B gibi geleneksel aviyonik ağ standartları, artan veri iletim taleplerini karşılamakta yetersiz kalmaktadır. AFDX (Avionics Full Duplex Switched Ethernet), yüksek bant genişliği, ölçeklenebilirlik ve sağlamlık özellikleri sayesinde bu ihtiyaca yönelik güçlü bir çözüm olarak öne çıkmaktadır. Ancak, belirlenimci iletişimin sağlanması ve uçtan uca gecikmenin sınırlandırılması, özellikle sertifikasyon gereklilikleri ve gerçek zamanlılık kısıtları bağlamında temel gereksinimlerdir. Bu çalışma, AFDX ağlarında en kötü durum uçtan uca gecikmeyi azaltmak amacıyla uç sistemlerinde ofset zamanlamasını kullanan özgün bir yöntem sunmaktadır. Yapılan detaylı analizler sonucunda, toplam gecikmenin en büyük nedenlerinden birinin kuyruklama gecikmesindeki değişkenlik olduğu tespit edilmiştir. Aynı uç sistemine ait VL'ye zaman ofsetleri atayarak, veri patlamaları azaltılmakta ve bu sayede anahtarlayıcı çıkış portlarındaki rekabet ve gecikmeler düşürülmektedir. Ayrıca, ofset zamanlaması kullanılan durumlarda en kötü durum uçtan uca gecikmeleri hesaplayan analitik bir yöntem de önerilmektedir. Bu yöntem; teknolojik gecikmeler, iletim süreleri ve her bir anahtardaki kuyruklama etkilerini, MIF (Maximum Interference Function), IMIF (Interference Maximum Interference Function) ve serileştirme etkilerine dayalı genişletilmiş varış desenlerini kullanarak hesaba katmaktadır. Kaynak uç sistemindeki iç saat sapmaları da farklı kaynak desen ofsetleri değerlendirilerek dikkate alınmaktadır. Genel gecikme, sanal bağlantıların yolundaki gecikmelerin toplanmasıyla elde edilmektedir. Ayrıca, önerilen yöntem iki farklı ağ konfigürasyonu üzerinde doğrulanmış ve performansı, gerçekçi bir aviyonik ağ dahil olmak üzere üç farklı senaryoda mevcut yöntemlerle karşılaştırılmıştır.
Özet (Çeviri)
Modern aircrafts require the integration of diverse and high-volume data, both internal and external, to support advanced functionalities and safety-critical operations. Traditional avionic network standards such as ARINC-429 and MIL-STD-1553B are no longer adequate to meet the increasing data transmission demands. Avionics Full Duplex Switched Ethernet (AFDX) has emerged as a promising solution due to its high bandwidth, scalability, and robustness. However, ensuring deterministic communication and bounding end-to-end latency are essential, especially in the context of certification and real-time constraints. This thesis introduces a novel method to reduce the worst-case end-to-end delay in AFDX networks by employing offset scheduling at the end systems. Through detailed analysis, queuing delay variability is identified as a major contributor to overall latency. By assigning time offsets to virtual links within the same end system, burstiness is minimized, thereby reducing contention and delay at switch output ports. An analytical method is also proposed to compute worst-case end-to-end delays for frames under offset scheduling. The method incorporates technological delays, transmission times, and queuing effects at each switch using extended arrival patterns based on Maximum Interference Functions (MIF), Interference MIF (IMIF), and serialization effects. Internal clock drift is accounted for by evaluating multiple source pattern offsets. The overall delay is obtained by adding delays across the path of the frame. Moreover, the proposed method is validated on two representative configurations and its performance is compared against existing methods across three distinct network scenarios, including a realistic avionic network.
Benzer Tezler
- Controller area network with offset scheduling: Improved offset assignment algorithms and computation of response time distributions
CAN ağları için ofset çizelgeleme: Geliştirilmiş ofset atama algoritmaları ve tepki zamanı dağılımı hesaplamaları
AHMET BATUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KLAUS WERNER SCHMIDT
PROF. DR. ŞENAN ECE SCHMİDT
- Controller area network response time analysis and scheduling for advanced topics: Offsets, FIFO queues and gateways
Denetleyici alan ağı (DAA) ileri konuları için tepki süresi analizi ve çizelgelendirme: Göreli konum, FIFO kuyruklar ve ağ geçitleri
BURAK ALKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞENAN ECE SCHMİDT
DOÇ. DR. KLAUS WERNER SCHMIDT
- Quality of service aware communication framework for wireless sensor network based smart grid applications
Kablosuz sensör ağ bazlı akıllı şebeke uygulamaları için hizmet kalitesi duyarlı sistem
MELİKE YİĞİT KAPDAN
Doktora
İngilizce
2018
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolBahçeşehir ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. PINAR SARISARAY BÖLÜK
DOÇ. DR. VEHBİ ÇAĞRI GÜNGÖR
- A general framework for the deterministic medium access on the controller area network
Can ağı üzerinde deterministik ortam erişimi için genel bir iş çerçevesi
MURAT AKPINAR
Doktora
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞENAN ECE SCHMİDT
PROF. DR. KLAUS VERNER SCHMİDT
- Quality of service analysis for slotted optical burst switching networks
Dilimli optik çoğuşma anahtarlamalı ağlarda hizmet niteliği çözümlemesi
ONUR ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EZHAN KARAŞAN