Протокол, запускаемый по времени

Для проверки этой статьи нужны дополнительные цитаты . Помогите улучшить эту статью , добавив ссылки на надежные источники . Материалы без источников могут быть оспорены и удалены. Найти источники:  «Time-Triggered Protocol» – новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR ( октябрь 2024 г. ) ( Узнайте, как и когда удалять это сообщение )

Протокол с временным запуском (TTP) — это открытый сетевой компьютерный протокол для систем управления . Он был разработан как полевая шина с временным запуском для транспортных средств и промышленных приложений. ^[1] и стандартизирован в 2011 году как SAE AS6003 (протокол связи TTP). Контроллеры TTP наработали более 500 миллионов летных часов в коммерческих приложениях DAL A в авиации, в производстве электроэнергии, управлении окружающей средой и полетом . TTP используется в FADEC и модульных элементах управления в аэрокосмической отрасли , а также в бортовых компьютерах . Кроме того, устройства TTP наработали более 1 миллиарда часов в приложениях железнодорожной сигнализации SIL4 .

Первоначально TTP был разработан в Венском технологическом университете в начале 1980-х годов. В 1998 году TTTech Computertechnik AG взяла на себя разработку TTP, предоставляя программные и аппаратные продукты. Чипы контроллера связи TTP и IP доступны из таких источников, как austriamicrosystems , ON Semiconductor и ALTERA . ^{[ требуется ссылка ]}

TTP — это двухканальная 4-25 Мбит/с полевая шина с временным запуском. Она может работать с использованием одного или обоих каналов с максимальной скоростью передачи данных 2x 25 Мбит/с. При репликации данных на обоих каналах поддерживается избыточная связь ^{[ необходима цитата ]}

Как отказоустойчивый протокол, запускаемый по времени, TTP обеспечивает автономную отказоустойчивую передачу сообщений в известное время и с минимальным дрожанием, используя стратегию TDMA (множественный доступ с разделением по времени) на реплицированных каналах связи. TTP предлагает отказоустойчивую синхронизацию часов, которая устанавливает глобальную временную базу без опоры на центральный сервер времени [необходима ссылка].

TTP предоставляет службу членства для информирования каждого правильного узла о согласованности передачи данных. Этот механизм можно рассматривать как распределенную службу подтверждения, которая оперативно информирует приложение, если произошла ошибка в системе связи. Если согласованность состояния потеряна, приложение немедленно уведомляется.

Кроме того, TTP включает в себя службу избегания клик для обнаружения неисправностей за пределами гипотезы о неисправностях, которые недопустимы на уровне протокола.

TTP часто используется в критически важных приложениях передачи данных, где требуется детерминированная работа. Эти операции включают управление двигателями самолетов и другие аэрокосмические приложения. В этих приложениях сети TTP часто работают как отдельные сети с отдельными устройствами аппаратного интерфейса AS8202NF и отдельными, но скоординированными конфигурациями.

Протокол TTP предлагает уникальную возможность, когда все узлы в сети знают, в одно и то же время, когда любой другой узел не может связаться или посылает ненадежные данные. Статус каждого узла обновляется для всех узлов несколько раз в секунду.

Передача данных в TTP организована в раундах TDMA. Раунд TDMA делится на слоты. Каждый узел имеет один слот отправки и должен отправлять кадры в каждом раунде. Размер кадра, выделенный узлу, может варьироваться от 2 до 240 байт в длину, каждый кадр обычно несет несколько сообщений. Цикл кластера представляет собой повторяющуюся последовательность раундов TDMA; в разных раундах в кадрах могут передаваться разные сообщения, но в каждом цикле кластера повторяется полный набор сообщений о состоянии. Данные защищены 24-битным CRC ( циклическим избыточным кодом ). Расписание хранится в MEDL (списке дескрипторов сообщений) в контроллере связи.

В сети TTP для каждого узла есть один слот. Узел всегда передает данные (параметры) во время своего слота, даже если у узла нет данных для отправки. Однако узел будет передавать только те параметры, которые он настроен отправлять для конкретного ROUND, в котором находится слот. Узел может передавать параметры 1,2,3 в своем SLOT во время ROUND x и параметры 4,5,6 в своем SLOT во время ROUND y.

Слот для узла определяется при проектировании сети TTP с использованием утилит TTP Plan и TTP Build на базе ПК. Определение, которое заставляет AS8202NF передавать определенные данные или параметры для заданного СЛОТА и РАУНДА, содержится в MEDL.

Раунд TTP занимает слот для каждого узла в сети TTP. Количество РАУНДОВ в CLUSTER CYCLE определяется с помощью утилит TTP Plan и TTP Build на базе ПК. Эта информация также содержится в MEDL.

Раунды существуют, поскольку узел не обязан передавать все свои параметры в течение своего слота. Для распределения пропускной способности между узлами каждый узел передает выбранные параметры в разных РАУНДАХ.

Цикл кластера определяется как имеющий ряд раундов. Все узлы передали все свои параметры в конце цикла кластера. Цикл кластера определяется как начинающийся с первого бита первого слота первого раунда.

Количество слотов определяется количеством узлов в сети TTP. Однако количество раундов определяется проектировщиком сети с помощью утилит TTP Plan и TTP Build.

Синхронизация часов обеспечивает все узлы эквивалентной концепцией времени. Каждый узел измеряет разницу между априори известным ожидаемым и наблюдаемым временем прибытия правильного сообщения, чтобы узнать о разнице между часами отправителя и часами получателя. Отказоустойчивый алгоритм усреднения нуждается в этой информации для периодического расчета поправочного члена для локальных часов, чтобы часы поддерживались синхронно со всеми другими часами кластера.

Протокол Time-Triggered Protocol пытается последовательно передавать данные всем правильным узлам распределенной системы, а в случае сбоя система связи пытается решить, какой узел неисправен. Эти свойства достигаются протоколом членства и механизмом подтверждения.

Каждый узел, подключенный к сети TTP, должен иметь резидентные наборы данных конфигурации до запуска сети TTP. Минимальное количество наборов данных для каждого узла — два. См. раздел оборудования и AS8202NF (ниже). Каждый узел должен знать конфигурацию каждого другого узла в сети TTP. По этой причине активным узлам не разрешается присоединяться к существующей сети без обновления наборов данных конфигурации всех узлов в сети.

Типичные наборы данных конфигурации для каждого узла:

1. TASM для AS8202NF (позволяет использовать MEDL)
2. MEDL или список дескрипторов сообщений для AS8202NF (определяет данные для обмена между всеми узлами)
3. Конфигурация вычислительной платформы. (определяет ожидаемые данные и их использование)

Наборы данных TASM и MEDL создаются утилитами TTP Plan и TTP Build, предоставляемыми TTTech. Третий набор данных часто создается заказчиком и зависит от платформы и приложения.

Интерфейс к сети TTP требует использования устройства AS8202NF. ^[2] Это устройство работает между компьютерной платформой и сетью TTP. AS8202NF необходимо загрузить с наборами данных конфигурации TASM (TTP Assembler) и MEDL (Message Descriptor List) перед работой.

AS8202NF будет взаимодействовать с одной или двумя сетями TTP.

Невозможно спроектировать и реализовать сеть TTP, просто купив устройство AS8202NF. Для каждого проекта требуются лицензия и инструменты настройки от TTTech или стороннего производителя.

TTP интегрирован в ряд коммерческих приложений.

Электронная система блокировки «LockTrac 6131 ELEKTRA» была разработана в рамках сотрудничества подразделения Thales Rail Signalling Solutions и TTTech ^{[ необходима ссылка ]} .

LockTrac 6131 ELEKTRA — это электронная система блокировки, которая обеспечивает высочайший уровень безопасности и доступности. Система одобрена в соответствии со стандартами CENELEC с уровнем полноты безопасности 4 ( SIL4 ) и предлагает основные функции блокировки, локальное и дистанционное управление, автоматическую работу поезда, интегрированную функциональность блокировки и интегрированную систему диагностики. LockTrac 6131 имеет два программных канала с различным программным обеспечением для обеспечения высоких требований безопасности. Перед передачей наружу данные проверяются в канале безопасности. Диагностическое устройство сохраняет всю необходимую информацию для обеспечения эффективного обслуживания в случае отказа ^{[ необходима цитата ]} .

Система использовалась для систем FADEC (Full Authority Digital Engine Control) ^{[ требуется ссылка ]} . FADEC на основе Modular Aerospace Control (MAC) для Aermacchi M346 является масштабируемой, адаптируемой и отказоустойчивой. Ключевым технологическим фактором в этой новой FADEC является использование TTP для межмодульной связи. TTP устраняет сложные взаимозависимости между модулями, упрощая первоначальную разработку приложений, а также изменения и обновления в процессе эксплуатации. Это позволяет всем модулям в системе видеть все данные в любое время, тем самым обеспечивая бесшовное устранение неисправностей без сложной логики смены каналов ^{[ требуется ссылка ]} .

Модульное управление воздушным движением (MAC) на основе TTP, являющееся частью системы цифрового управления двигателем F110 с полным контролем (FADEC) компании General Electric , интегрировано в истребитель Lockheed Martin F-16 . TTP, используемая в качестве шины задней панели, поддерживает высокий уровень безопасности двигателя, эксплуатационную готовность и снижение стоимости жизненного цикла. Значительным преимуществом является то, что вся информация на шине доступна обоим каналам FADEC одновременно ^{[ требуется ссылка ]} .

Для Airbus A380 компания TTTech совместно с Nord-Micro, дочерней компанией Hamilton Sundstrand Corporation, разработала внутреннюю систему связи для системы контроля давления в салоне ^{[ необходима ссылка ]} .

В сотрудничестве с Hamilton Sundstrand Corporation компания TTTech разработала платформу передачи данных на основе TTP для электрической и экологической системы управления Boeing 787 Dreamliner. Разработанная TTP платформа связи предотвращает перегрузку в системе шин, даже если одновременно происходит несколько важных событий. Кроме того, системы на основе TTP весят меньше обычных систем из-за меньшего количества разъемов и меньшего количества проводов ^{[ необходима цитата ]} . Кроме того, вся система более гибкая и имеет большую модульность, чем обычные системы связи.

Два роботизированных автомобиля Red Team, участвовавших в DARPA Grand Challenge 2005 года, были реализованы с использованием технологии «drive-by-wire», в которой бортовые компьютеры управляли рулевым управлением, торможением и другими движениями. Три блока TTC 200 на базе TTP управляли стояночным тормозом, дроссельной заслонкой и функциями трансмиссии, а один блок TTP-By-Wire управлял рабочим тормозом H1 Hummer H1ghlander. Модификации drive-by-wire управляли ускорением, торможением и переключением передач Sandstorm ^{[ требуется ссылка ]} .

• Авиационная полнодуплексная коммутируемая сеть Ethernet
• МОЖЕТ
• FlexRay
• Система срабатывания по времени
• TTEthernet
• ТТП/А
• TTTech

• Документация ТТП
• TTTech