Zamanla Tetiklenen Protokol - Time-Triggered Protocol

Zamanla Tetiklenen Protokol (TTP) açık bir bilgisayar ağı için protokol kontrol sistemleri. Zaman tetiklemeli olarak tasarlandı fieldbus araçlar ve endüstriyel uygulamalar için.[1] 2011 yılında standartlaştırılmıştır. SAE AS6003 (TTP İletişim Protokolü). TTP denetleyicileri (AS8202 ) ticari alanda 500 milyon uçuş saatinden fazla birikmiş DAL A havacılık uygulaması, enerji üretiminde, çevresel ve uçuş kontrolleri. TTP kullanılır FADEC ve modüler havacılık kontroller ve uçuş bilgisayarları. Ek olarak, TTP cihazları 1 milyarın üzerinde çalışma saatini biriktirdi. SIL4 demiryolu sinyalizasyonu uygulamalar.

Tarih

TTP başlangıçta şu tarihte tasarlandı: Viyana Teknoloji Üniversitesi 1980'lerin başında. 1998 yılında TTTech Computertechnik AG, yazılım ve donanım ürünleri sağlayan TTP'nin geliştirilmesini devraldı. TTP iletişim denetleyici çipleri ve IP, aşağıdakiler dahil kaynaklardan edinilebilir: ostriamik sistemler, Yarıiletken ÜZERİNE ve ALTERA.[kaynak belirtilmeli ]

Tanım

TTP, çift kanallı 4 - 25 Mbit / s zaman tetiklemeli bir alan veri yoludur. Maksimum 2x 25 Mbit / sn veri hızıyla bir veya iki kanalı kullanarak çalışabilir. Her iki kanalda da çoğaltılmış verilerle yedekli iletişim desteklenir[kaynak belirtilmeli ].

Hataya dayanıklı zaman tetiklemeli bir protokol olarak TTP, bir TDMA (TDMA) kullanarak bilinen zamanlarda ve minimum gecikme ile özerk hataya dayanıklı mesaj aktarımı sağlar.Zaman Bölmeli Çoklu Erişim ) yinelenen iletişim kanalları stratejisi. TTP hataya dayanıklılık sunar saat senkronizasyonu merkezi bir zaman sunucusuna güvenmeksizin küresel zaman tabanını oluşturan[kaynak belirtilmeli ].

TTP, her doğru düğümü veri aktarımının tutarlılığı hakkında bilgilendirmek için bir üyelik hizmeti sağlar. Bu mekanizma, iletişim sisteminde bir hata meydana geldiğinde uygulamayı derhal bilgilendiren dağıtılmış bir alındı ​​hizmeti olarak görülebilir. Durum tutarlılığı kaybolursa uygulama derhal bilgilendirilir.

Ek olarak, TTP, protokol düzeyinde tolere edilemeyen hata hipotezi dışındaki hataları tespit etmek için klik önleme hizmetini içerir.

Kritik uygulamalar

TTP genellikle deterministik işlemin bir gereklilik olduğu görev kritik veri iletişim uygulamalarında kullanılır. Bu operasyonlar, uçak motor yönetimini ve diğer havacılık uygulamalarını içerir. Bu uygulamalarda, TTP ağları genellikle ayrı AS8202NF donanım arabirim cihazları ve ayrı, ancak koordine edilmiş konfigürasyonlara sahip ayrı ağlar olarak çalıştırılır.

TTP protokolü, bir ağdaki tüm düğümlerin aynı anda başka herhangi bir düğüm iletişim kuramadığında veya güvenilmez veriler gönderdiğinde bunu bilmesini sağlayan benzersiz bir özellik sunar. Her düğümün durumu saniyede birkaç kez tüm düğümlere güncellenir.

Teknik detaylar

TTP'de veri iletişimi, TDMA turlarında düzenlenir. Bir TDMA turu yuvalara bölünmüştür. Her düğümün bir gönderme yuvası vardır ve her turda çerçeveler göndermelidir. Bir düğüme tahsis edilen çerçeve boyutunun uzunluğu 2 ila 240 bayt arasında değişebilir, her çerçeve genellikle birkaç mesaj taşır. Küme döngüsü, tekrar eden bir TDMA turları dizisidir; farklı turlarda çerçevelerde farklı mesajlar iletilebilir, ancak her bir küme döngüsünde tüm durum mesajları seti tekrarlanır. Veriler, 24 bitlik bir CRC (Döngüsel Artıklık Kontrolü ). Program, iletişim denetleyicisi içindeki MEDL'de (Mesaj Tanımlayıcı Listesi) saklanır.

Çerçeve, mesaj, yuva, TDMA turu, küme döngüsü

YUVASI

Bir TTP ağındaki her düğüm için bir (1) yuva vardır. Düğümün gönderilecek verisi olmasa bile bir düğüm, yuvası sırasında her zaman verileri (parametreleri) iletir. Bununla birlikte bir düğüm, yalnızca yuvanın içinde bulunduğu belirli YUVARLA göndermek üzere yapılandırıldığı parametreleri iletir. Bir düğüm, YUVARLAK x sırasında SLOT'unda 1,2,3 parametrelerini ve SLOT'undaki 4,5,6 parametrelerini iletebilir. ROUND y sırasında.

Bir düğümün yuvası, TTP ağı, PC tabanlı TTP Planı ve TTP Oluşturma araçları kullanılarak tasarlandığında belirlenir. AS8202NF'nin belirli bir SLOT ve ROUND için belirli verileri veya parametreleri iletmesine neden olan tanım, MEDL'de yer alır.

YUVARLAK

TTP Round, TTP ağındaki her düğüm için bir yuva tutar. KÜMELENME DÖNGÜSÜNDEKİ YUVARLAK SAYISI, PC tabanlı yardımcı programlar TTP Planı ve TTP Oluşturma kullanılarak tanımlanır. Bu bilgiler aynı zamanda MEDL'de de yer almaktadır.

Yuvarlar, bir düğümün yuvasında tüm parametrelerini iletmesi gerekmediğinden mevcuttur. Bant genişliğini düğümler arasında dağıtmak için, her düğüm seçilen parametreleri farklı YUVARLAKLARda iletir.

Küme döngüsü

Bir Küme Döngüsü, birkaç Tura sahip olarak tanımlanır. Tüm düğümler, bir Küme Döngüsünün sonunda tüm parametrelerini iletmiştir. Küme Döngüsü, ilk turun ilk slotunun ilk biti ile başlamak olarak tanımlanır.

Düğümleri, yuvaları ve küme döngülerini dengeleyin

Slot sayısı, TTP ağındaki düğüm sayısı ile tanımlanır. Ancak, Tur sayısı ağ tasarımcısı tarafından TTP Planı ve TTP Oluşturma yardımcı programları kullanılarak belirlenir.

Saat senkronizasyonu

Saat senkronizasyonu, tüm düğümlere eşdeğer bir zaman kavramı sağlar. Her düğüm, önceden bilinen beklenen ve gözlemlenen arasındaki farkı ölçer varış zamanı gönderenin saati ile alıcının saati arasındaki farkı öğrenmek için doğru bir mesajın. Hataya dayanıklı bir ortalama algoritma, yerel saat için bir düzeltme terimini periyodik olarak hesaplamak için bu bilgiye ihtiyaç duyar, böylece saat, kümenin diğer tüm saatleriyle senkronize olarak tutulur.

Üyelik ve onay

Zamanla Tetiklenen Protokol, verileri tutarlı bir şekilde dağıtılmış sistemin tüm doğru düğümlerine iletmeye çalışır ve bir arıza durumunda, iletişim sistemi hangi düğümün hatalı olduğuna karar vermeye çalışır. Bu özellikler üyelik protokolü ve bir onay mekanizması ile elde edilir.

Yapılandırma gereksinimleri

TTP ağına bağlanan her düğümün, TTP ağının başlatılmasından önce yapılandırma veri kümelerinin yerleşik olması gerekir. Her düğüm için minimum veri seti sayısı ikidir (2). Donanım bölümüne ve AS8202NF'ye (aşağıda) bakın. Her düğümün, TTP ağındaki diğer tüm düğümlerin yapılandırmasını bilmesi gerekir. Bu nedenle, ağdaki tüm düğümlerin yapılandırma veri kümelerinin güncellenmesi olmadan aktif düğümlerin mevcut bir ağa katılmalarına izin verilmez.

Her düğüm için Tipik Yapılandırma Veri Kümeleri:

  1. AS8202NF için TASM (MEDL kullanımına izin verir)
  2. AS8202NF için MEDL veya Mesaj Tanımlayıcı Listesi (tüm düğümler arasında değiş tokuş edilecek verileri tanımlar)
  3. Compute Platform Yapılandırması. (beklenen verileri ve kullanımını tanımlar)

TASM ve MEDL veri kümeleri, TTTech tarafından sağlanan TTP Plan ve TTP Build yardımcı programları tarafından oluşturulur. Üçüncü veri seti genellikle müşteri tarafından oluşturulur ve platforma ve uygulamaya özeldir.

Donanım

Bir TTP ağına arayüz, AS8202NF cihazının kullanılmasını gerektirir.[2] Bu cihaz, bilgisayar platformu ile TTP ağı arasında çalışır. AS8202NF'nin, işlemden önce bir TASM (TTP Assembler) ve MEDL (Message Descriptor List) yapılandırma veri kümeleriyle yüklenmesi gerekir.

AS8202NF, bir (1) veya iki (2) TTP ağı üzerinden iletişim kuracaktır.

Sadece AS8202NF cihazını satın alarak bir TTP ağı tasarlamak ve uygulamak mümkün değildir. Her tasarım, TTTech veya 3. şahıslardan lisans ve yapılandırma araçları gerektirir.

Ticari uygulamalar

TTP, bir dizi ticari uygulamaya entegre edilmiştir.

Demiryolu Sinyalizasyon Çözümleri

Elektronik kilitleme sistemi "LockTrac 6131 ELEKTRA", Thales Rail Signaling Solutions bölümü ve TTTech[kaynak belirtilmeli ].

LockTrac 6131 ELEKTRA, en yüksek düzeyde güvenlik ve kullanılabilirlik sağlayan elektronik bir kilitleme sistemidir. Sistem, güvenlik bütünlüğü seviyesi 4 ile CENELEC standartlarına göre onaylanmıştır (SIL4 ) ve temel kilitleme işlevleri, yerel ve uzaktan kumanda, otomatik tren operasyonu, entegre blok işlevi ve entegre bir teşhis sistemi sunar. LockTrac 6131, yüksek güvenlik gereksinimlerini sağlamak için çeşitli yazılımlara sahip iki yazılım kanalına sahiptir. Harici olarak iletilmeden önce veriler güvenlik kanalında kontrol edilir. Bir teşhis cihazı, arıza durumunda verimli bakıma izin vermek için tüm ilgili bilgileri kaydeder[kaynak belirtilmeli ].

FADEC

Sistem, FADEC (Tam Yetkili Dijital Motor Kontrolü) sistemleri[kaynak belirtilmeli ]İçin Modüler Havacılık Kontrolü (MAC) tabanlı FADEC Aermacchi M346 ölçeklenebilir, uyarlanabilir ve hataya dayanıklıdır. Bu yeni FADEC'deki temel teknoloji etkinleştiricisi, modüller arası iletişim için TTP'nin kullanılmasıdır. TTP, modüller arasındaki karmaşık bağımlılıkları ortadan kaldırarak ilk uygulama geliştirmenin yanı sıra hizmet içi değişiklikleri ve yükseltmeleri basitleştirir. Bir sistemdeki tüm modüllerin tüm verileri her zaman görmesine izin verir, böylece karmaşık kanal değiştirme mantığı olmadan sorunsuz hata uyumu sağlar[kaynak belirtilmeli ].

F110 tam yetkili dijital motor kontrol (FADEC) sisteminin bir parçası olan TTP tabanlı Modüler Havacılık Kontrolü (MAC) Genel elektrik entegre edilmiştir Lockheed Martin F-16 savaş uçağı. Arka panel veri yolu olarak kullanılan TTP, yüksek düzeyde motor güvenliği, operasyonel kullanılabilirlik ve azaltılmış yaşam döngüsü maliyetini destekler. Veri yolundaki tüm bilgilerin aynı anda her iki FADEC kanalı için de mevcut olması önemli bir avantajdır[kaynak belirtilmeli ].

Çevre ve güç üretim sistemleri

İçin Airbus A380 TTTech, kabin basıncı kontrol sistemi için dahili iletişim sistemini geliştirdi ve bir yan kuruluş olan Nord-Micro ile birlikte çalışarak Hamilton Sundstrand Corporation[kaynak belirtilmeli ].

İle işbirliği içinde Hamilton Sundstrand Corporation, TTTech elektrik ve çevresel kontrol sistemi için TTP tabanlı bir veri iletişim platformu geliştirdi. Boeing 787 Dreamliner. TTP tasarımlı iletişim platformu, aynı anda birkaç önemli olay meydana gelse bile, veri yolu sisteminde aşırı yüklenmeyi önler. Ek olarak, TTP tabanlı sistemler, daha düşük bağlayıcı sayısı ve daha az kablolama nedeniyle geleneksel sistemlerden daha hafiftir[kaynak belirtilmeli ]. Ayrıca, tüm sistem daha esnektir ve geleneksel iletişim sistemlerinden daha büyük bir modülerliğe sahiptir.

Otonom araçlar

Yarışan iki Red Team robotik aracı 2005 DARPA Büyük Mücadelesi yerleşik bilgisayarların direksiyonu, frenlemeyi ve diğer hareketleri kontrol ettiği "drive-by-wire" teknolojisi ile uygulandı. Üç TTP tabanlı TTC 200 ünitesi, park freni ile gaz kelebeği ve şanzıman işlevlerini kontrol etti ve bir TTP-By-Wire Box, H1 Hummer H1ghlander'ın servis frenini kontrol etti. Drive-by-wire modifikasyonları Kum Fırtınasının hızlanmasını, frenlenmesini ve kaymasını kontrol etti[kaynak belirtilmeli ].

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ Kopetz, Herman; Grunsteidl, Gunter (1993-06-22 - 1993-06-24), "TTP - Hataya dayanıklı gerçek zaman sistemleri için zamanla tetiklenen bir protokol", FTCS-23. Hata Toleranslı Hesaplama Üzerine Yirmi Üçüncü Uluslararası Sempozyum, Makalelerin Özeti, Toulouse, Fransa: IEEE, s. 524–533, doi:10.1109 / FTCS.1993.627355, 0-8186-3680-7 Tarih değerlerini kontrol edin: | tarih = (Yardım)
  2. ^ http://www.ams.com/eng/Products/Sensor-Interfaces/Industrial-Bus/AS8202NF

Dış bağlantılar