基于分布式可靠性系統(tǒng)的可靠性網(wǎng)絡(luò)分析

可靠性系統(tǒng)是在系統(tǒng)本身部分失效的情況下仍能提供服務(wù)的系統(tǒng)。因此，可靠性系統(tǒng)通常采用分布式系統(tǒng)，其中分布式計算機(jī)、傳感器和執(zhí)行器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)彼此交互，如高端汽車上采用的100多個ECU（電子控制單元）中很多ECU都彼此連接。隨著這種分布式可靠性系統(tǒng)（在航空航天、太空或能源工業(yè)中也有應(yīng)用）復(fù)雜性和尺寸的增加，網(wǎng)絡(luò)變得越來越重要，且需要更加可靠的網(wǎng)絡(luò)。原物理上分離的網(wǎng)絡(luò)只能針對特定的應(yīng)用，而以太網(wǎng)能夠?qū)⒍喾N應(yīng)用集成到單個物理網(wǎng)絡(luò)中，即具有不同的應(yīng)用范圍。奧地利TTTech公司一直致力于開發(fā)可靠性網(wǎng)絡(luò)。主要介紹了TTTech公司開發(fā)的可靠性網(wǎng)絡(luò)即確定性以太網(wǎng)技術(shù)。該確定性以太網(wǎng)結(jié)合了時間觸發(fā)以太網(wǎng)（SAE AS6802）、音頻/視頻橋接技術(shù)以太網(wǎng)和時間敏感網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)。①時間觸發(fā)以太網(wǎng)（SAEAS6802）技術(shù)將時間觸發(fā)通信與事件觸發(fā)通信集成。事件觸發(fā)意味著消息傳輸不是預(yù)先計劃的，但它們傳輸時間點隨系統(tǒng)操作動態(tài)輸出。時間觸發(fā)以太網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)被標(biāo)準(zhǔn)化為SAE AS6802，且其中添加了一些來自ARINC664標(biāo)準(zhǔn)的某些元素。②IEEE802標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)設(shè)定以太網(wǎng)的使用標(biāo)準(zhǔn)，使其標(biāo)準(zhǔn)化。802.3標(biāo)準(zhǔn)化小組定義了以太網(wǎng)媒體接入層和物理層，而802.11標(biāo)準(zhǔn)化小組定義了以太網(wǎng)交換機(jī)行為。音頻/視頻橋接技術(shù)增強(qiáng)了以太網(wǎng)的實時能力，但還需要使網(wǎng)絡(luò)具有更好的實時性和容錯性能。因此，在音頻/視頻橋接技術(shù)以太網(wǎng)中結(jié)合時間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN），并使其標(biāo)準(zhǔn)化。TSN具有8個標(biāo)準(zhǔn)化項目，能夠解決各領(lǐng)域的不同問題（如時間觸發(fā)通信、更高的同步性需求、冗余通信、消息搶占、流量監(jiān)管和過濾）。

確定性以太網(wǎng)融合了時間觸發(fā)以太網(wǎng)（SAE AS6802）標(biāo)準(zhǔn)、IEEE音頻/視頻橋接技術(shù)TSN標(biāo)準(zhǔn)，以滿足汽車和工業(yè)自動化行業(yè)的需求。因此，確定性以太網(wǎng)是一種融合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能夠用于端到端的實時約束，具有高容錯和高魯棒性的應(yīng)用，可以應(yīng)用于單一的物理網(wǎng)絡(luò)以及需要高帶寬的網(wǎng)絡(luò)。

刊名：Elektrotechnik& Informationstechnik（英）

刊期：2015年第132期

作者：H.Angelow et al

編譯：趙喚