综合模块化航电系统的驻留应用消息延迟和抖动分析方法与流程

本发明属于综合航空电子技术领域，具体涉及一种综合模块化航电系统的驻留应用消息延迟和抖动分析方法。

背景技术：

开放式综合模块化航电系统当前飞机的主流航电架构，一般采用arinc653和arinc664作为软件接口和网络协议。基于架构的资源共享特性，如何确保驻留应用消息传输的确定性是当前行业的技术难点。目前国内没有有效的方法可以在行业认可的精度下分析和计算驻留应用消息传输的延迟和抖动时间特性。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于提供一种综合模块化航电系统的驻留应用消息延迟和抖动分析方法，用于保证综合模块化航电系统驻留应用消息传输的确定性。

本发明的发明目的通过以下技术方案实现：

一种综合模块化航电系统的驻留应用消息延迟和抖动分析方法，包括以下步骤；

步骤一：计算消息因发送调度或接收调度产生的消息异步延迟delayasync；

步骤二：判断消息是否通过网络传输，如果是，进入步骤三，如果否，进入步骤六；

步骤三：计算网络传输延迟latencynetwork，公式如下；

latencynetwork＝latencyphysical+bag+swichjitter+delayhop；

其中latencyphysical表示物理特性延迟，bag表示arinc664网络的虚链路带宽分配间隙，swichjitter表示交换机的抖动特性，delayhop表示消息通过多个交换机跳转的最大延迟；

步骤四：计算消息最大延迟latencymessage，公式如下；

latencymessage＝latencynetwork+txdelaypci+rxdelaypci+delayasync；

其中，txdelaypci为发送内部总线延迟，rxdelaypci为接收内部总线延迟；

步骤五：计算消息最大抖动jittermessage，跳转结束，公式如下；

jittermessage＝latencymessage-(delayminbag+delayhop+txdelaypci+rxdelaypci)；

其中，delayminbag为消息分片后bag延迟，delayhop消息通过多个交换机跳转的最大延迟，txdelaypci为发送内部总线延迟，rxdelaypci为接收内部总线延迟

步骤六：计算消息最大延迟latencymessage，公式如下；

latencymessage＝txdelayarinc653+rxdelayarinc653+delayasync

其中，txdelayarinc653为arinc653发送处理延迟，rxdelayarinc653为arinc653接收处理延迟；

步骤七：计算消息最大抖动jittermessage，跳转结束，公式如下：

jittermessage＝delayasync。

其中，消息异步延迟delayasync计算过程如下：

步骤1-1：判断消息发送端口类型，如果是采样端口，进入步骤1-2，如果是队列端口，进入步骤1-3；

步骤1-2：消息发送周期等于发送端口刷新周期，进入步骤1-4；

步骤1-3：消息发送周期等于发送端口刷新周期乘以队列长度；

步骤1-4：消息接收周期等于接收端口刷新周期；

步骤1-5：判断消息发送周期是否大于或等于消息接收周期，如果是，进入步骤1-7，如果否，进入步骤1-6；

步骤1-6：判断接收端口类型，如果是队列端口，进入步骤判断1-7，如果是采样端口，进入步骤1-8；

步骤1-7：计算异步延迟delayasync等于消息接收周期；

步骤1-8；计算异步延迟delayasync等于消息发送周期。

附图说明

图1为综合模块化航电系统的驻留应用消息延迟和抖动分析方法应用的两种场景示意图。

图2为本发明提供的综合模块化航电系统的驻留应用消息延迟和抖动分析方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本实施例所示本综合模块化航电系统的驻留应用消息延迟和抖动分析方法基于两种场景，如图1所示。场景1表示消息在arinc653环境中传输，场景2表示消息传输通过了arinc653和arinc664环境。

其分析过程方法参见图2所示：

步骤一、计算消息因发送调度或接收调度产生的消息异步延迟delayasync。消息异步延迟是指非物理传输消耗的时间，产生的原因有发送调度或者接收调度等，消息异步延迟的计算过程如下：

步骤1-1：判断消息发送端口类型，如果是采样端口，进入步骤1-2，如果是队列端口，进入步骤1-3。采样端口、队列端口是航空数据传输的端口类型，采样端口用于传输周期类更新信号(关注实时性)，队列端口用于传输大数据(关注传输效率)。

步骤1-2：消息发送周期等于发送端口刷新周期，进入步骤1-4。端口刷新周期是指发送或者接收数据刷新的周期。

步骤1-3：消息发送周期等于发送端口刷新周期乘以队列长度。

步骤1-4：消息接收周期等于接收端口刷新周期。

步骤1-5：判断消息发送周期是否大于或等于消息接收周期，如果是，进入步骤1-7，如果否，进入步骤1-6。

步骤1-6：判断接收端口类型，如果是队列端口，进入步骤判断1-7，如果是采样端口，进入步骤1-8。

步骤1-7：计算异步延迟delayasync等于消息接收周期。

步骤1-8；计算异步延迟delayasync等于消息发送周期。

计算出的异步延迟将作为消息最大延迟算法和消息最大抖动算法的输入。消息最大延迟算法是基于消息传输路径、arinc653调度和arinc664网络协议，计算消息的最大延迟时间。消息最大抖动算法是基于消息传输路径、arinc653调度和arinc664网络协议，计算消息的最大抖动时间。

步骤二：判断消息是否通过网络传输，如果是通过网络传输，如图1中的场景二，进入步骤三，如果不通过网络传输，如图1中的场景一，进入步骤六。

步骤三：计算网络传输延迟latencynetwork，公式如下；

latencynetwork＝latencyphysical+bag+swichjitter+delayhop

其中latencyphysical表示物理特性延迟，bag表示arinc664网络的虚链路带宽分配间隙，swichjitter表示交换机的抖动特性，delayhop消息通过多个交换机跳转的最大延迟。

步骤四：计算消息最大延迟latencymessage，公式如下；

latencymessage＝latencynetwork+txdelaypci+rxdelaypci+delayasync

其中latencynetwork为网络传输延迟，txdelaypci为发送内部总线延迟，rxdelaypci为接收内部总线延迟，delayasync为异步延迟。

步骤五：计算消息最大抖动jittermessage，跳转结，公式如下；

jittermessage＝latencymessage-(delayminbag+delayhop+txdelaypci+rxdelaypci)

其中latencymessage为消息延迟，delayminbag为消息分片后bag延迟，delayhop消息通过多个交换机跳转的最大延迟，txdelaypci为发送内部总线延迟，rxdelaypci为接收内部总线延迟。

步骤六：计算消息最大延迟latencymessage，公式如下；

latencymessage＝txdelayarinc653+rxdelayarinc653+delayasync；

其中latencynetwork为网络传输延迟，txdelayarinc653为arinc653发送处理延迟，rxdelayarinc653为arinc653接收处理延迟，delayasync为异步延迟。

步骤七：计算消息最大抖动jittermessage，跳转结束，公式如下。

jittermessage＝delayasync

其中delayasync为异步延迟。