实时以太网核心调度模块设计及FPGA实现

随着我国军工科技在图像识别、人工智能、机器人技术和多传感器融合等一系列领域上均取得了先进的科研成果。这些科研成果的成功取决于网络的带宽和实时性是否满足传输要求。实时以太网技术以其高带宽、高可靠性、高实时性的特点,成为了取代其他总线网络的首要选择。实时以太网采用星型拓扑结构且拓扑结构中心是网络交换模块,网络交换模块核心是调度模块。运用FPGA技术实现核心调度模块,使实时网络在MAC层实现其存储转发的主要功能,进而提高网络实时性和可靠性,为实时以太网的在火控领域的应用打下坚实的基础。     

以太网性能分析

本文阐述IEEE 802.3以太网性能指标分析方法。通过对以太网性能实际分析过程,阐明了以太网的关键特性和运行参数,这对网络设计管理都具有实践意义。     

面向空间应用的时间触发以太网

将时间触发协议增加到采用星型拓扑结构的以太网业务上,且保持完全兼容IEEE802.3标准,可解决空间有效载荷使用标准以太网通信遇到的实时性、确定性和可靠性问题。时间触发以太网基于全局基准时间,实时数据传输遵循严格的时序,支持时间和事件触发的两种通信过程。时间触发通道适合同步或周期性实时消息的传输,而事件触发通道适用于偶发或非周期性消息的传输。设计了空间应用以太网的拓扑结构和协议栈,介绍了系统通信的过程,进行了时间触发协议的研究,并对同步性能和网络性能进行了仿真验证。该以太网在保证可靠性、安全性的同时,增强了网络的灵活性,提高了网络利用率。     

基于工业以太网的油库控制网络设计

控制网络是数字化油库的重要组成部分。为了解决油库控制网络缺乏统一的、成体系的建设模式和技术标准问题,提出将数字化油库的设计观念转为"先控制网络、后现场设备",进行了油库控制网络的总体设计;提出了油库控制网络的基本结构,将其分成主干控制网和区域控制网两部分,并分析了网络选型、防爆和带宽的有关问题;根据油库地域特点,建议主干控制网采用环型工业以太网拓扑结构,区域控制网采用环型或星型工业以太网。该解决方案已在数字化油库实验室中运行,传输性能良好。     

基于SOPC的实时以太网RTnet通信实现与测试

RTnet是基于标准的以太网硬件且能够保证硬实时传输的网络协议栈。针对FPGA开发板的LAN91C111网络控制器编写了RTnet实时驱动,使其能够在基于NiosII处理器的SOPC系统上实现实时以太网。测式结果表明,RTnet能够实现网络传输的确定性。     

用以太网支持实时传输

在最近10年中,以太网一直是主要的局域网。我们相信,由于以太网的成本有效性和较宽带宽的可用性,它将继续占主导地位。我们提出并评价了称为RETHER(实时以太网)的以软件为基础的协议。不修改现有以太网硬件,这个协议就能为多媒体应用提供实时性能。RETHER以混合工作方式为特征,以减少对非实时网络软件包性能的影响,它是一种无竞争条件的分布式容许控制机构和一个有效的令牌传递方案,可防止网络因节点故障而丢失令牌。     

校园网建设中的几个问题

通过介绍我院在建设校园网过程中的基本做法和初步经验,对网络技术特别是1000M以太网技术,进行了简单分析和研究,提出了基于Intel网络设备的千兆校园网解决方案,强调指出:建设先进高效的校园网,开展多媒体网络教学,创建信息化教学环境,是信息时代军事教育训练改革的必由之路。     

基于DSP/BIOS的千兆以太网的研究与实现

信息技术和网络技术的发展促使嵌入式系统不断向网络化发展,而嵌入式系统本身的发展对数据的传输速率也提出了更高的要求。文章在研究了TI公司DSP/BIOS和NDK的基础上,设计了基于DSP芯片TMS320C6455的EMAC接口的千兆以太网模块。介绍了硬件电路设计及软件设计流程。硬件电路测试结果表明,模块性能良好,可以提供嵌入式系统的千兆以太网接入能力。     

基于以太环网的舰载网络设计技术

在对国外舰载网络发展分析后,结合舰载网络发展的军事需求,提出了基于以太网环网构建舰载高可靠网络的发展思路,并探讨了基于以太环网的舰载网络的体系结构、舰载多业务接入等相关技术。最后,利用三台万兆交换机搭建了单环网络测试环境,测试结果表明,以太环网的保护及恢复时间满足舰载网络的可靠性要求,基于以太环网的舰载网络设计方案可行。     

一种双层Powerlink网络的网关

描述了一种双层Powerlink网络的Powerlink网关,用于解决不同层次实时以太网总线之间数据转换以及不同网络之间周期同步的问题。其主要是解决了两层实时Powerlink网络通信时的周期不同步问题,通过使用这一同步机制使下层Powerlink网络在接入上层Powerlink网络时能够同步于上层网络,使每一个接入在同一上层网络的下层网络的动作实际都与上层网络保持同步,从而确保双层网络数据交互的正常进行。     

嵌入式工业级无线网关的设计与实现

文中提出了基于嵌入式Linux的异构网络互通互连方案,设计实现了一种基于ARM9平台的嵌入式Linux的无线网关。通过测试验证了以太网LAN和802.11无线网络之间互通和无线网关的可行性。     

电磁发射系统以太网拓扑结构建模优化

拓扑结构优化模型是网络中的一类重要模型，可以有效地优化系统整体链路性能。针对电磁发射系统以太网拓扑结构中部分节点和链路的负载过大，一旦发生堵塞，将会影响网络中关键链路性能的问题，建立网络拓扑结构优化的多目标规划模型，并提出一套基于基因环操作的遗传算法对其进行求解，通过仿真得出最优的网络拓扑结构。根据仿真结果修改实际网络节点默认配置参数，结果显示该模型和算法能有效均衡负载，降低网络冲突率，且不需要改变电磁发射系统以太网的物理链路，不会增加额外成本，对电磁发射类系统具有普适性的意义。     

AFDX技术特点及在舰载武器系统中的应用分析

网络作为舰载武器系统互连的关键技术,其实时性能、容错能力将直接影响舰载武器系统的性能.首先分析了舰载武器系统对网络技术的要求,其次分析了广泛应用于舰载武器系统的以太网技术,指出了其存在的不足,最后介绍了AFDX的技术特点,分析了其在舰载武器系统中的应用优势,给出了采用AFDX互连的舰载武器系统的拓扑结构,可以为舰载武器系统网络性能的提高提供参考.     

主动式网络及其安全问题

主动式网络代表着网络体系结构的新概念。本文给出了主动式网络的定义,介绍了它在拥塞控制,多点传输,数据缓存,网络管理几个方面的运用,从系统和程序两个角度对其安全问题进行了探讨。     

实时以太网在压制兵器火控系统中的应用

以未来网络中心战对压制兵器火控系统提出的新需求为根据,结合实时以太网的技术水平现状,阐述了将实时以太网引入压制兵器火控系统中的必要性和可行性,并具体以Powerlink实时以太网为例,验证了该实时以太网能够满足火控系统对信息网络实时性和热插拔功能的需求。     

基于反射内存网的多飞行模拟器时间同步

飞行模拟器是一个复杂的分布式实时仿真系统,而多个飞行模拟器的联网则要求高精度的同步、更高的实时性.首先对单台飞行模拟器的网络结构、同步机制进行了描述,然后介绍了反射内存网的工作原理,并利用反射内存网作为同步信号的传输链路,对多飞行模拟器组网的同步进行了研究,同时对反射内存网和以太网结构并存的特点进行了分析.     

帧中继技术及其在我国的发展状况

本文介绍了目前正在兴起的帧中继技术。在介绍了帧中继的原理、网络要素和运作过程之后,我们给出了几个帧中继的应用实例,最后简要介绍了我国帧中继网络建设的现状和存在的问题。     

战场通信网络入侵测试半实物仿真设计与实现

针对战场通信网络的复杂性和安全性,选取3种典型通信网络为研究对象,采用离散事件驱动原理和"协议-设备-平台-网络"4层建模机制,实现了战场通信网络的计算机仿真。采用"软件定义"的思想实现了通用以太网接口的半实物接口定制,以及实物计算机和虚拟网络中的仿真节点映射及数据的交互,在此基础上构建了局域网环境内的战场通信网络入侵测试的半实物仿真系统,进行了战场通信信息截获和DDo S(Distributed Denial of Service)攻击实验,获得了统计数据和仿真结果。实验结果表明:采用分层建模机制和通用接口定制能实现网络通信半实物仿真,且结构简单、易于实现,所得结果可靠。     

认知无线电专题讲座(四) 第8讲 下一代网络:认知网络

认知网络是一种具有认知能力和认知过程的网络,它能够感知网络当前的状况,并根据当前的状况来计划、决定并行动。文中首先介绍了认知网络的基本概念及设计目标,然后描述了认知网络的特征和一种架构——CogNet。最后提出了认知网络的潜在应用及在今后的研究中需解决的几个主要问题。     

一种以太网系统监控的双独立互联系统

针对现有技术对高可靠性以太网系统进行监控,具有明显的缺陷和不足之处.提出了一种由用户以太网系统和附加的平衡结构外,总线互连系统组成以太网监控的双独立互连系统.在分析了该系统结构和工作原理的基础上,对系统的可靠度和可用度进行分析计算,为系统的实现提供了重要的依据.