[go: up one dir, main page]

RU2718162C1 - Aircraft onboard network architecture optimization method - Google Patents

Aircraft onboard network architecture optimization method Download PDF

Info

Publication number
RU2718162C1
RU2718162C1 RU2019124440A RU2019124440A RU2718162C1 RU 2718162 C1 RU2718162 C1 RU 2718162C1 RU 2019124440 A RU2019124440 A RU 2019124440A RU 2019124440 A RU2019124440 A RU 2019124440A RU 2718162 C1 RU2718162 C1 RU 2718162C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
functions
calculator
parameters
list
given
Prior art date
Application number
RU2019124440A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Михайлович Соловьев
Михаил Евгеньевич Семенов
Евгений Андреевич Карпов
Николай Иванович Сельвесюк
Валерий Михайлович Новиков
Георгий Александрович Платошин
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие «Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем» (ФГУП «ГосНИИАС»)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие «Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем» (ФГУП «ГосНИИАС») filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие «Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем» (ФГУП «ГосНИИАС»)
Priority to RU2019124440A priority Critical patent/RU2718162C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2718162C1 publication Critical patent/RU2718162C1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F9/00Arrangements for program control, e.g. control units
    • G06F9/06Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
    • G06F9/46Multiprogramming arrangements
    • G06F9/50Allocation of resources, e.g. of the central processing unit [CPU]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer And Data Communications (AREA)

Abstract

FIELD: computer engineering.
SUBSTANCE: invention relates to computer engineering. Technical result is achieved by setting a list of types of computers from an optimized onboard network with given parameters, a list of functions belonging to optimized onboard network systems, with a given resource consumption, interrelationships between given functions, a list of exceptions which determine prohibition of finding certain types of functions in one computer, formation of value of priority coefficients and limits of computer loading, successive comparison of the resource intensity of each function with parameters of each computer and selection of a calculator and functions which ensure the least comparison value when comparing parameters of the computer and resource intensity of functions assigned to it.
EFFECT: technical result consists in improvement of reliability and fail-safety of onboard network with minimization of number of computers onboard network and optimization of information flows in computer network of DME in terms of traffic minimization with observance of all requirements to information support of OBES.
5 cl

Description

Изобретение относится к средствам оптимизации архитектуры одноранговой бортовой вычислительной сети летательного аппарата, в частности, к способам снижения внутрисетевого трафика за счет оптимального перераспределения вычислительных задач между элементами бортовой сети в системах авионики, построенных на базе распределенной модульной электроники (РМЭ). Изобретение может быть использовано при проектировании или модернизации архитектуры комплекса бортового оборудования (КБО) воздушного судна, построенного на базе РМЭ.The invention relates to means for optimizing the architecture of a peer-to-peer on-board computer network of an aircraft, in particular, to methods for reducing intra-network traffic due to the optimal redistribution of computational tasks between elements of an on-board network in avionics systems built on the basis of distributed modular electronics (RME). The invention can be used in the design or modernization of the architecture of the complex of on-board equipment (BWC) of an aircraft built on the basis of RME.

Системы авионики на базе РМЭ характеризуются увеличением числа функций (здесь и далее под функцией понимается задача или система задач, объединенных общей логической целью, выполняемая специальным приложением, установленным на вычислителе) и повышением степени интегрированности, а также являются более легкими, безопасными и дешевыми в обслуживании по сравнению с системами предыдущих поколений. Перечисленные преимущества достигаются не только за счет разработки новых аппаратных устройств конфигурации системы, но и за счет повышения оптимального планирования архитектуры систем авионики.Avionics systems based on RMEs are characterized by an increase in the number of functions (hereinafter, a function is a task or a system of tasks united by a common logical goal performed by a special application installed on a computer) and an increase in the degree of integration, as well as being easier, safer and cheaper to maintain compared to previous generation systems. These advantages are achieved not only by developing new hardware devices for system configuration, but also by increasing the optimal planning of the architecture of avionics systems.

Оптимизация архитектуры бортовой вычислительной сети в процессе проектирования или модернизации систем авионики предполагает анализ исследуемых архитектур с использованием современных информационных компьютерных технологий. Формализация необходимых требований к анализируемой системе, например, по надежности и производительности, должна находить отражение в предметно-ориентированных моделях архитектуры системы авионики. Проектирование или модернизация архитектуры систем авионики также зачастую предполагает решение задач автоматизации оценивания целей проектирования (модернизации) таких систем для создания тщательно отработанных проектов.The optimization of the architecture of the on-board computer network during the design or modernization of avionics systems involves the analysis of the architectures under study using modern information computer technologies. Formalization of the necessary requirements for the system under analysis, for example, in terms of reliability and performance, should be reflected in subject-oriented models of the architecture of the avionics system. Designing or upgrading the architecture of avionics systems also often involves solving automation problems in evaluating the design goals (modernization) of such systems to create carefully designed projects.

Автоматизация проектирования (модернизации) системы авионики предполагает автоматическую оптимизацию ее архитектуры. Указанный подход является единственно возможным в настоящее время, так как количество элементов проектируемого комплекса и взаимосвязей между ними настолько велико, что не позволяет решать поставленную задачу «вручную».Automation of the design (modernization) of the avionics system involves the automatic optimization of its architecture. The indicated approach is the only one possible at present, since the number of elements of the designed complex and the interconnections between them is so large that it does not allow us to solve the problem “manually”.

Для разработки работоспособной надежной отказоустойчивой архитектуры авионики необходимо грамотно реализовать процедуру проектирования (модернизации). Проектирование (модернизация) системы на базе РМЭ должно осуществляться на основе выбора наилучшего, в смысле набора критериев, решения и обеспечивать оптимальный выбор в смысле этих критериев.To develop a workable reliable fail-safe architecture of avionics, it is necessary to correctly implement the design (modernization) procedure. The design (modernization) of the system based on the RME should be based on the selection of the best, in the sense of a set of criteria, solutions and provide the optimal choice in the sense of these criteria.

Известен «Способ оптимизации параллельной обработки информации для минимизации ее стоимости», предложенный в патенте РФ № 2191424 от 03.04.2000. Изобретение относится к системам параллельной обработки информации. Его использование в локальных вычислительных сетях позволяет получить технический результат в виде оптимального использования ресурсов локальной вычислительной сети. Способ предназначен для использования в локальных вычислительных сетях, содержащих рабочие станции, среди которых имеется одна главная рабочая станция и удаленные, при этом главная рабочая станция выполняет диспетчерские функции, декомпозируя решаемую задачу и распределяя отдельные вычислительные процессы. Технический результат достигается посредством распределения отдельных вычислительных процессов с наименьшей загрузкой в части использования процессорного времени, а определение оптимального количества параллельно выполняемых процессов осуществляют на главной рабочей станции согласно заранее заданным условиям. Предложенный способ позволяет лишь оптимизировать использование машинного времени, но не учитывает ряд других важных показателей, определяющих ресурсоемкость задачи, таких как занимаемый объем памяти ОЗУ и ПЗУ, количество используемых системных тактов в единицу времени, объем использования несетевых интерфейсов процессора (таких как SPI, I2C и т.п.). Также, предложенный способ ориентирован на оптимизацию архитектуры типа клиент-сервер и не позволяет выбрать состав сети (ее вычислительных элементов) из априорного набора, таким образом, чтобы распределение вычислительного ресурса было оптимальным по таким показателям как количество используемых вычислителей и информационной загрузки сети. Таким образом, описанный способ неприменим для оптимизации архитектуры одноранговой бортовой сети, построенной на базе РМЭ, процесс проектирования (модернизации), поскольку должен учитывать ряд важных параметров (указанных выше), отсутствующих в рассматриваемом способе.The well-known "Method of optimizing parallel processing of information to minimize its cost", proposed in the patent of the Russian Federation No. 2191424 from 03.04.2000. The invention relates to parallel information processing systems. Its use in local area networks allows to obtain a technical result in the form of optimal use of resources of a local area network. The method is intended for use in local area networks containing workstations, among which there is one main workstation and remote, while the main workstation performs dispatching functions, decomposing the problem to be solved and distributing individual computing processes. The technical result is achieved through the distribution of individual computing processes with the least load in terms of processor time use, and the determination of the optimal number of parallel processes is carried out at the main workstation according to predetermined conditions. The proposed method only allows to optimize the use of computer time, but does not take into account a number of other important indicators that determine the resource consumption of the task, such as the occupied memory capacity of RAM and ROM, the number of used system clock cycles per unit time, the amount of non-network processor interfaces (such as SPI, I2C and etc.). Also, the proposed method is focused on optimizing the architecture of the client-server type and does not allow you to choose the composition of the network (its computing elements) from the a priori set, so that the distribution of the computing resource is optimal in terms of such indicators as the number of calculators used and the information load of the network. Thus, the described method is not applicable for optimizing the architecture of the peer-to-peer on-board network built on the basis of the RME, the design process (modernization), since it must take into account a number of important parameters (mentioned above) that are absent in the considered method.

Наиболее близким к заявленному способу является «Система распределения ресурсов», предложенная в патенте РФ №2189073 от 13.10.2000. Технический результат изобретения заключается в расширении круга решаемых задач и упрощении алгоритма работы. В представленной системе происходит последовательный опрос избыточных ресурсов каждого локализованного центра (ЛЦ), суммирование однородных ресурсов, распределение каждому локализованному центру недостаточного ресурса. Каждый ЛЦ формирует избыток по ресурсам, а также представляет перечень ресурсов, в которых он (ЛЦ) нуждается. Система распределения из всего объема суммированных ресурсов распределяет по потребности каждого ресурса каждому ЛЦ. Распределение ресурсов может осуществляться как в обычном режиме (без приоритетов), так и с установлением приоритетов. Описанный аналог может использоваться для аппаратно-программной реализации способа перераспределения вычислительного ресурса бортовой сети в процессе ее работы, но неприменим в качестве способа оптимизации вычислительных ресурсов в процессе проектирования (модернизации) бортовых сетей летательных аппаратов построенных на базе РМЭ, так как этот способ предполагает наличие системы распределения как отдельного функционального блока, к которому поступает информация об избытке или недостатке ресурсов от каждого ЛЦ.Closest to the claimed method is the "Resource Allocation System", proposed in the patent of the Russian Federation No. 2189073 from 13.10.2000. The technical result of the invention is to expand the range of tasks and simplify the algorithm of work. In the presented system, a sequential survey of the excess resources of each localized center (LC) takes place, the summation of homogeneous resources, the distribution of insufficient resources to each localized center. Each LC forms a surplus in resources, and also presents a list of resources that it (LC) needs. The distribution system out of the total amount of summed resources distributes according to the needs of each resource to each LC. The distribution of resources can be carried out both in the usual mode (without priorities), and with the establishment of priorities. The described analogue can be used for hardware and software implementation of the method of redistributing the computing resource of an onboard network during its operation, but is not applicable as a method of optimizing computing resources in the design (modernization) of onboard networks of aircraft built on the basis of RME, since this method requires a system distribution as a separate functional unit to which information is received about the excess or lack of resources from each LC.

Задачей изобретения является оптимизация архитектуры одноранговой бортовой вычислительной сети летательного аппарата (в смысле минимизации количества вычислителей бортовой сети, а также минимизации внутрисетевого трафика за счет оптимального перераспределения вычислительных задач между элементами бортовой сети) с учетом заданных ограничений, определяющих требуемые характеристики в части функциональности, надежности и отказоустойчивости оптимизируемой бортовой сети.The objective of the invention is to optimize the architecture of the peer-to-peer on-board computer network of the aircraft (in the sense of minimizing the number of on-board computer calculators, as well as minimizing intra-network traffic due to the optimal redistribution of computing tasks between the elements of the on-board network), taking into account the specified restrictions that determine the required characteristics in terms of functionality, reliability and fault tolerance optimized on-board network.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении надежности и отказоустойчивости проектируемой (модернизируемой) бортовой сети при минимизации количества вычислителей бортовой сети и оптимизации информационных потоков в вычислительной сети РМЭ в части минимизации трафика с соблюдением всех требований к информационному обеспечению КБО.The technical result of the invention is to increase the reliability and fault tolerance of the designed (upgraded) on-board network while minimizing the number of on-board computer calculators and optimizing the information flows in the computer network of the RME in terms of minimizing traffic in compliance with all requirements for information support of the BWC.

Технический результат достигается при помощи предлагаемого способа, при котором на первом этапе в электронно-вычислительную машину (ЭВМ) задают состав и параметры анализируемой бортовой вычислительной сети летательного аппарата: перечень типов вычислителей из состава оптимизируемой бортовой сети с заданными параметрами, перечень функций, принадлежащих системам бортовой сети, с заданной ресурсоемкостью, взаимосвязи между заданными функциями, перечень исключений, определяющих запрет нахождения определенных типов функций в одном вычислителе, формируют значения коэффициентов приоритета и пределы загрузки вычислителя.The technical result is achieved using the proposed method, in which at the first stage, the composition and parameters of the analyzed on-board computer network of the aircraft are set in the electronic computer (computer): a list of types of computers from the optimized on-board network with specified parameters, a list of functions belonging to the on-board systems networks with a given resource intensity, the relationship between given functions, a list of exceptions that determine the prohibition of finding certain types of functions in one comput numerator, form the priority value ratios and limits load calculator.

На втором этапе поочередно сопоставляют ресурсоемкость каждой функции с параметрами каждого вычислителя, и выбирают вычислитель и функцию, обеспечивающие при сопоставлении параметров вычислителя и ресурсоемкости присваиваемых ему функций наименьшее значение сопоставления.At the second stage, the resource intensity of each function is alternately compared with the parameters of each calculator, and the calculator and the function are selected that provide the lowest comparison value when comparing the parameters of the calculator and the resource intensity of the functions assigned to it.

На третьем этапе выбранную на втором этапе функцию поочередно объединяют с каждой оставшейся функцией из заданного перечня, с учетом заданного перечня исключений, и поочередно сопоставляют ресурсоемкость такого объединения функций с параметрами каждого вычислителя из заданного перечня, при этом выбирают вычислитель, обеспечивающий наименьшее значение сопоставления параметров вычислителя и ресурсоемкости присваиваемого ему объединения функций.At the third stage, the function selected at the second stage is combined with each remaining function from the given list, taking into account the given list of exceptions, and the resource intensity of such a combination of functions is alternately compared with the parameters of each calculator from the given list, and the calculator is selected that provides the lowest value for matching the parameters of the calculator and the resource intensity of the combination of functions assigned to it.

На четвертом этапе полученное объединение функций объединяют поочередно с каждой оставшейся функцией из заданного перечня, не входящей в полученное объединение, с учетом заданного перечня исключений и поочередно сопоставляют ресурсоемкость такого объединения функций с параметрами каждого вычислителя из заданного перечня, при этом выбирают вычислитель, обеспечивающий наименьшее значение сопоставления параметров вычислителя и ресурсоемкости присваиваемого ему объединения функций, и повторяют четвертый этап до тех пор, пока при сопоставлении ресурсоемкость объединения функций не превысит параметры каждого вычислителя из заданного перечня.At the fourth stage, the resulting combination of functions is combined in turn with each remaining function from the given list that is not included in the obtained combination, taking into account the given list of exceptions, and the resource intensity of such a combination of functions is alternately compared with the parameters of each calculator from the given list, and the calculator that provides the lowest value is selected comparing the parameters of the calculator and the resource intensity of the combination of functions assigned to it, and repeat the fourth step until, when setting the resource intensity of the combination of functions does not exceed the parameters of each calculator from a given list.

На пятом этапе используют последнее объединение функций и вычислитель, при сопоставлении ресурсоемкости и параметров которых ресурсоемкость последнего объединения функций не превышала параметры каждого вычислителя из заданного перечня, определяют вычислитель и подмножество функций, входящих в полученное объединение функций, помечают как использованные, далее используют функции и вычислители, не помеченные как использованные на предыдущем этапе, и повторяют этапы со второго по пятый до тех пор, пока каждой функции не будет определен вычислитель. В соответствии с определением (Мильнер Б.З. Теория организаций. М.: Инфра-М, 2008. 480 с) под функционально-структурной организацией бортовой сети воздушного судна будем понимать структуру распределения функций по вычислителям масштабируемой РМЭ второго поколения. В наиболее общем виде функциональные блоки модульной авионики, как информационной системы управления, включают:At the fifth stage, the last combination of functions and a calculator are used, when comparing the resource intensity and parameters of which the resource intensity of the last combination of functions did not exceed the parameters of each calculator from the given list, the calculator and a subset of the functions included in the resulting combination of functions are determined, marked as used, then the functions and calculators are used not marked as used in the previous step, and repeat steps two through five until each function is defined calculator. In accordance with the definition (Milner BZ, Theory of Organizations. M .: Infra-M, 2008. 480 s), the functional and structural organization of the aircraft's on-board network will be understood as the structure of the distribution of functions among the second-generation scalable RME computers. In the most general form, the functional blocks of modular avionics, as an information management system, include:

- ввод информации из внешних или внутренних источников;- input of information from external or internal sources;

- обработка входной информации и представление ее в удобном виде;- processing of input information and its presentation in a convenient form;

- вывод информации для представления потребителям или передачи в другую интегральную схему;- output of information for presentation to consumers or transfer to another integrated circuit;

- обратная связь - это информация, переработанная членами летного экипажа для коррекции входной информации.- feedback is information processed by flight crew members to correct input information.

Функции авионики не стандартизируются, их состав и структура зависят от выбора авиастроительной компании и типа воздушного судна (

Figure 00000001
B., Thielecke F. A systems architecting framework for optimal distributed integrated modular avionics architectures // CEAS Aeronaut. J. 2015. Т. 6, № 3. С. 485-496).The functions of avionics are not standardized, their composition and structure depend on the choice of the aircraft manufacturer and the type of aircraft (
Figure 00000001
B., Thielecke F. A systems architecting framework for optimal distributed integrated modular avionics architectures // CEAS Aeronaut. J. 2015. T. 6, No. 3. S. 485-496).

Структура функций может быть представлена в виде графа, либо стрелочного, либо вершинного (Таха Х. Введение в исследование операций: в 2-х книгах. М.: Мир, 1985). В первом случае функции обозначаются дугами графа (стрелками), расположенными в заданной логической последовательности, при этом вершины графа задают события начала и окончания действия функции. Во втором случае функции обозначаются как вершины графа, расположенные в последовательности, заданной его дугами. Такое представление целесообразно в связи со связанностью функций, обусловленной необходимостью информационного обмена между ними.The structure of functions can be represented in the form of a graph, either arrow or vertex (Taha H. Introduction to the study of operations: in 2 books. M: Mir, 1985). In the first case, the functions are indicated by arcs of the graph (arrows) located in a given logical sequence, while the vertices of the graph specify the start and end events of the function. In the second case, functions are denoted as vertices of the graph located in the sequence given by its arcs. Such a representation is advisable in connection with the connectedness of functions, due to the need for information exchange between them.

Для планирования системы на базе РМЭ необходимо знать, из каких функциональных блоков состоят системы, отдельные требования к ним и потоки сообщений. Основная задача планирования системы на базе РМЭ заключается в распределении функциональных блоков системы между устройствами разрабатываемой архитектуры.To plan a system based on RME, you need to know what functional blocks the systems consist of, their individual requirements and message flows. The main task of planning a system based on RME is to distribute the functional blocks of the system between the devices of the developed architecture.

Функции авионики различаются при статическом проектировании и при динамическом проектировании. Статическое проектирование предполагает не изменяемую конфигурацию устройств, т.е. не изменяемое во времени распределение функциональных блоков между устройствами архитектуры системы РМЭ. Динамическое проектирование предполагает возможность реконфигурации с целью повышения эксплуатационной готовности системы в случае возникновения нештатных ситуаций.The functions of avionics differ in static design and in dynamic design. Static design assumes an unchangeable device configuration, i.e. time-independent distribution of functional blocks between devices of the architecture of the RME system. Dynamic design involves the possibility of reconfiguration in order to increase the availability of the system in case of emergency situations.

Для иллюстрации состава функций авионики при статическом проектировании можно использовать обобщенный типовой набор функций, выполняемый КБО воздушного судна (Butz H. Open integrated modular avionic (ima): State of the art and future development road map at airbus deutschland // Signal. 2010. Т. 10. 1000 с., Дегтярев А.Р., Медведев Г.В. Алгоритм распределения задач в многопроцессорных комплексах интегрированной модульной авионики // Автоматизация процессов управления. 2014. Т. Т.35, № 1. С. 79-84.):To illustrate the composition of avionics functions in static design, you can use the generalized standard set of functions performed by the BWC of the aircraft (Butz H. Open integrated modular avionic (ima): State of the art and future development road map at airbus deutschland // Signal. 2010. T 10. 1000 pp., Degtyarev AR, Medvedev GV Algorithm for the distribution of tasks in multiprocessor complexes of integrated modular avionics // Automation of control processes. 2014. T. T.35, No. 1. P. 79-84. ):

- решение задач навигационного обеспечения;- solving problems of navigation support;

- самолетовождение по запрограммированному маршруту;- air navigation along the programmed route;

- формирование и отображение полетно-навигационной информации (ПНИ);- the formation and display of flight navigation information (PNI);

- пилотирование и управление полетом;- piloting and flight control;

- круглосуточная обзорная система;- round-the-clock surveillance system;

- оперативный ручной ввод заданных значений параметров полета;- operational manual input of the set values of the flight parameters;

- отсчет и отображение текущего и полетного времени;- countdown and display of current and flight time;

- ручная и автоматическая настройка радиотехнических систем навигации и посадки;- manual and automatic tuning of radio navigation and landing systems;

- беспечение взаимодействия с радиолокаторами управления воздушным движением;- ensuring interaction with air traffic control radars;

- передача информации в обеспечение автоматического зависимого наблюдения;- information transfer to ensure automatic dependent monitoring;

- контроль состояния силовой установки и бортового оборудования;- monitoring the status of the power plant and on-board equipment;

- управление бортовым оборудованием;- management of airborne equipment;

- управление системой электропитания бортового оборудования;- management of the power supply system of on-board equipment;

- формирование и регистрация массива полетной информации в бортовом регистраторе;- formation and registration of an array of flight information in the on-board recorder;

- функции комплекса средств связи;- the functions of the complex of communications;

- передача радиосигналов бедствия;- transmission of distress radio signals;

- полетный автоматический контроль исправности комплекса с отображением результатов контроля.- flight automatic control of the health of the complex with the display of control results.

При динамическом проектировании добавляются функции, связанные с изменением распределения функциональных блоков между устройствами архитектуры системы при частичной потере работоспособности последних.In dynamic design, functions are added that are associated with a change in the distribution of functional blocks between devices of the system architecture with a partial loss of functionality of the latter.

Выбор варианта функционально-структурной организации бортовой сети воздушного судна наиболее ответственная задача при проектировании РМЭ, поскольку она определяет эффективность решения задач последующих уровней. Такое утверждение хорошо иллюстрируется метамоделью архитектуры системы РМЭ, предложенной в (Annighofer В., Thielecke F. A systems architecting framework for optimal distributed integrated modular avionics architectures // CEAS Aeronaut. J. 2015. T. 6, № 3. C. 485-496).The choice of a variant of the functional and structural organization of the aircraft's on-board network is the most responsible task in the design of the RME, since it determines the effectiveness of solving problems of subsequent levels. This statement is well illustrated by the metamodel of the architecture of the RME system proposed in (Annighofer B., Thielecke F. A systems architecting framework for optimal distributed integrated modular avionics architectures // CEAS Aeronaut. J. 2015. T. 6, No. 3. C. 485- 496).

Структура архитектуры системы РМЭ основана на трех уровнях - системы, оборудования и установки. Верхний уровень системы отражает функциональную структуру. Каждой функции соответствует программный пакет, который, в свою очередь, состоит из элементарных задач, структура которых определяется передаваемыми сигналами или (и) логической последовательностью выполнения задач. Выбранные на начальном этапе анализа архитектуры состав и структура функций, определяет их распределение по устройствам на следующем уровне. Соответственно планирование линий связи между устройствами определяется сигналами первого уровня. Далее, состав и структура устройств на втором уровне служит исходной информацией для проектирования мест установки устройств и прокладки кабельных трасс на уровне установки. Таким образом, нерациональное распределение функций на системном уровне влечет неэффективные решения на последующих уровнях метамодели, так как отображения программного обеспечения в устройства РМЭ и отображение устройств в места установки зависит от соответствующего распределения. И наоборот, оптимальное распределение функций на системном уровне является необходимым условием оптимальной организации бортовой сети на уровнях оборудования и установки.The architecture structure of the RME system is based on three levels - the system, equipment and installation. The upper level of the system reflects the functional structure. Each function corresponds to a software package, which, in turn, consists of elementary tasks, the structure of which is determined by the transmitted signals or (and) the logical sequence of tasks. The composition and structure of functions selected at the initial stage of architecture analysis determines their distribution among devices at the next level. Accordingly, the planning of communication lines between devices is determined by the signals of the first level. Further, the composition and structure of devices at the second level serves as initial information for the design of installation sites for devices and the laying of cable routes at the installation level. Thus, an irrational distribution of functions at the system level entails ineffective solutions at subsequent levels of the metamodel, since the mapping of software into RME devices and the mapping of devices to installation locations depends on the corresponding distribution. And vice versa, the optimal distribution of functions at the system level is a prerequisite for the optimal organization of the on-board network at the equipment and installation levels.

Правила выбора рациональной структурной организации функций являются предметом изучения в теории распределенных вычислений. Распределенные вычисления являются частным случаем параллельных вычислений, т.е. одновременного решения различных частей одной вычислительной задачи несколькими вычислительными устройствами. При изучении параллельных вычислений основной акцент делается на методы декомпозиции решаемой задачи на подзадачи, которые могут выполняться одновременно, как правило, для максимального ускорения вычислений. Основная особенность в организации параллельных вычислений заключается в необходимости учитывать различие характеристик доступных вычислительных устройств и наличие существенной временной задержки при обмене данными между ними.The rules for choosing a rational structural organization of functions are the subject of study in the theory of distributed computing. Distributed computing is a special case of parallel computing, i.e. simultaneous solution of various parts of one computational task by several computing devices. In the study of parallel computing, the main emphasis is on the decomposition methods of the problem being solved into subtasks, which can be performed simultaneously, as a rule, to maximize the speed of calculations. The main feature in the organization of parallel computing is the need to take into account the difference in the characteristics of available computing devices and the presence of a significant time delay when exchanging data between them.

Если рассматривать распределенную систему с аппаратной точки зрения в виде совокупности взаимосвязанных автономных компьютеров или процессоров, с программной точки зрения - в виде совокупности независимых процессов (исполняемых программных компонентов или задач), взаимодействующих посредством передачи сообщений для обмена данными и координации своих действий, то становится очевидным, что структурная организация функций в рамках архитектуры РМЭ близка к организации распределенных вычислений. Следовательно, методы организации функциональных структур в программных приложениях авионики могут основываться на известных методах и алгоритмах декомпозиции в параллельных вычислениях (Гергель В.П., Фурсов В.А. Лекции по параллельным вычислениям. Самара: Изд-во Самарского государственного аэрокосмического университета, 2009).If we consider a distributed system from a hardware point of view as a set of interconnected autonomous computers or processors, from a software point of view - as a set of independent processes (executable software components or tasks) interacting by sending messages to exchange data and coordinate their actions, it becomes obvious that the structural organization of functions within the framework of the RME architecture is close to the organization of distributed computing. Therefore, the methods of organizing functional structures in avionics software applications can be based on well-known methods and decomposition algorithms in parallel computing (Gergel V.P., Fursov V.A. Lectures on parallel computing. Samara: Publishing House of Samara State Aerospace University, 2009) .

Цели организации функциональных структур могут варьироваться. При организации параллельных вычислений в качестве цели обычно рассматривается сокращение времени вычислений при заданном количестве вычислительных устройств или минимизация количества вычислительных устройств при ограничении на время. В авионике, при использовании многомашинных комплексов с автономной памятью каждого процессора, необходимо обеспечивать высокую реальную производительность (степень загруженности) крейтов, которая в настоящее время имеет уровень значительно ниже потенциально возможного. С этих позиций, при решении многосвязных задач и задач, схожих с ними по организации вычислительного процесса, в которых задействуется большое число вычислителей с интенсивным межпроцессорным информационным обменом, использование многомашинных вычислительных комплексов нецелесообразно. Возникает актуальная задача разработки математических методов декомпозиции функциональных задач вычислительных комплексов на частные независимые подзадачи, каждая из которых может быть реализована на своем вычислителе в общем крейте комплекса бортового оборудования воздушного судна.The goals of organizing functional structures may vary. When organizing parallel computing, the goal is usually considered to reduce the computation time for a given number of computing devices or to minimize the number of computing devices with a time limit. In avionics, when using multi-machine complexes with autonomous memory of each processor, it is necessary to provide high real performance (degree of load) of crates, which currently has a level significantly lower than the potential. From these positions, when solving multiply connected tasks and tasks similar to them in organizing the computing process, in which a large number of calculators with intensive interprocessor information exchange are involved, the use of multi-machine computing systems is impractical. There is an urgent task of developing mathematical methods for decomposing the functional tasks of computing systems into private independent subtasks, each of which can be implemented on its own computer in the common crate of the aircraft's onboard equipment complex.

Решение, представленное в изобретении, описывает способ оптимизации архитектуры одноранговой бортовой вычислительной сети летательного на уровне систем, независимо от типа проектирования (статического или динамического). При этом учитываются следующие параметры функций:The solution presented in the invention describes a method for optimizing the architecture of the on-board avionics computing network of the aircraft at the system level, regardless of the type of design (static or dynamic). The following function parameters are taken into account:

- тип функции;- type of function;

- объем используемой оперативной памяти RAM;- the amount of RAM used;

- объем используемой энергонезависимой памяти ROM;- the amount of non-volatile memory used ROM;

- периодичность вызова Tвыз.;- the frequency of the call T call. ;

- количество тактов вычислителя, за которые выполняется функция NT;- the number of cycles of the calculator, for which the function N T ;

- размер сообщения, передаваемого при каждом вызове DataSize.- The size of the message sent each time DataSize is called.

и вычислителей:and calculators:

- объем оперативной памяти RAMCPU; - the amount of RAM RAM CPU ;

- объем энергонезависимой памяти ROMCPU;- the amount of non-volatile memory ROM CPU ;

- производительность FCPU;- performance F CPU ;

- пропускная способность сетевого интерфейса VAFDX.- bandwidth of the network interface V AFDX .

Будем считать, что ограничения, соответствующие требуемому уровню функциональности, надежности и отказоустойчивости бортовой сети, определяются перечнем взаимных исключений для всех функций уровня систем, который может быть представлен в виде таблицы. Другими словами, перечень взаимных исключений определяет запрет нахождения заданных типов функций в одном вычислителе. Также отметим, что под ресурсоемкостью подмножества функций M будем понимать совокупность следующих параметров:We assume that the restrictions corresponding to the required level of functionality, reliability and fault tolerance of the on-board network are determined by the list of mutual exceptions for all functions of the system level, which can be presented in the form of a table. In other words, the list of mutual exceptions determines the prohibition of finding the specified types of functions in one calculator. We also note that by resource intensity of a subset of functions M we mean a combination of the following parameters:

- объем используемой оперативной памяти

Figure 00000002
; (1)- the amount of RAM used
Figure 00000002
; (one)

- объем используемой энергонезависимой памяти

Figure 00000003
; (2)- amount of used non-volatile memory
Figure 00000003
; (2)

- доля используемой производительности

Figure 00000004
; (3)- share of used productivity
Figure 00000004
; (3)

- доля пропускной способности сетевого интерфейса

Figure 00000005
(4)- share of network interface bandwidth
Figure 00000005
(4)

Для решения поставленной задачи взаимосвязи между функциями уровня систем метамодели могут быть представлены в виде ориентированного взвешенного графа (графа взаимосвязей). В таком случае вершинами графа являются функции с заданной ресурсоемкостью. Ребра графа взаимодействия определяются связями между функциями на уровне систем, при этом вес ребра определяется интенсивностью обмена данными между связанными функциями.To solve this problem, the relationships between the functions of the level of the metamodel systems can be represented in the form of an oriented weighted graph (relationship graph). In this case, the vertices of the graph are functions with a given resource intensity. The edges of the interaction graph are determined by the relationships between functions at the system level, and the weight of the edges is determined by the intensity of data exchange between the related functions.

Будем считать, что взаимосвязь между функциями, которые были распределены между разными вычислителями, осуществляется через сетевой интерфейс (для систем авионики это интерфейс AFDX). В процессе оптимизации также учтем минимизацию трафика между всеми вычислителями бортовой сети (параметр VAFDX). Сопоставление параметров вычислителя и ресурсоемкости подмножества функций, присваиваемого данному вычислителю в процессе оптимизации архитектуры бортовой сети осуществляется с учетом ограничений, описываемых следующей системой неравенств:We assume that the relationship between the functions that were distributed between different calculators is carried out through a network interface (for avionics systems, this is the AFDX interface). In the optimization process, we will also take into account the minimization of traffic between all on-board network calculators (parameter V AFDX ). Comparison of the parameters of the calculator and the resource consumption of a subset of the functions assigned to this calculator in the process of optimizing the architecture of the on-board network is carried out taking into account the constraints described by the following system of inequalities:

Figure 00000006
(5)
Figure 00000006
(5)

где LRAM, LROM и LF – пределы загрузки вычислителя для оперативной памяти, энергонезависимой памяти и производительности соответственно (изменяются от 0,01 до 1).where L RAM , L ROM, and L F are the load limits of the calculator for RAM, non-volatile memory, and performance, respectively (vary from 0.01 to 1).

В процессе оптимизации архитектуры бортовой сети с помощью настоящего способа используется сопоставление параметров вычислителя и ресурсоемкости присваиваемого ему подмножества функций уровня систем метамодели, имеющее следующий вид:In the process of optimizing the architecture of the on-board network using the present method, a comparison of the parameters of the calculator and the resource consumption of the subset of the functions of the level of metamodel systems assigned to it is used, which has the following form:

Figure 00000007
(6)
Figure 00000007
(6)

гдеWhere

Figure 00000008
(7)
Figure 00000008
(7)

и выполняются условияand conditions are met

Figure 00000009
(8)
Figure 00000009
(eight)

Минимизация значения сопоставления Iopt характеризует процесс минимизации неиспользуемых ресурсов вычислителя по набору параметров RAMCPU, ROMCPU, FCPU, а также трафика через сетевой интерфейс вычислителя VAFDX, что, в свою очередь, приводит к минимизации количества вычислителей в оптимизируемой бортовой сети, а также интенсивности информационных потоков между ними. Отметим, что априорные требования к ресурсам бортовой сети и приоритетам процесса оптимизации можно задавать с помощью коэффициентов приоритета KRAM, KROM, KF, KAFDX (изменяются от 1 до 10), определяющих важность (приоритетность) оптимизации параметров RAMCPU, ROMCPU, FCPU и VFDXA соответственно.Minimization of the matching value I opt characterizes the process of minimizing the unused resources of the calculator by the set of parameters RAM CPU , ROM CPU , F CPU , as well as traffic through the network interface of the calculator V AFDX , which, in turn, minimizes the number of calculators in the optimized on-board network, and also the intensity of information flows between them. Note that the a priori requirements for the resources of the on-board network and the priorities of the optimization process can be set using the priority coefficients K RAM , K ROM , K F , K AFDX (vary from 1 to 10), which determine the importance (priority) of optimizing the parameters RAM CPU , ROM CPU , F CPU and V FDXA respectively.

Таким образом, способ оптимизации архитектуры бортовой сети летательного аппарата заключается в минимизации значения сопоставления Iopt (6) с учетом выполнения условий (8), а также условий, определяемых перечнем взаимных исключений.Thus, the way to optimize the architecture of the aircraft’s onboard network is to minimize the comparison value I opt (6), taking into account the fulfillment of conditions (8), as well as the conditions determined by the list of mutual exceptions.

Входными данными для осуществления способа являются перечень взаимных исключений, который может быть представлен в виде таблицы, перечень вычислителей с заданными параметрами, перечень функций с заданной ресурсоемкостью и связи между функциями, которые могут быть представлены при помощи графа взаимосвязей.The input data for the implementation of the method are a list of mutual exceptions, which can be presented in the form of a table, a list of calculators with specified parameters, a list of functions with a given resource consumption, and relationships between functions that can be represented using the relationship graph.

Предлагаемое изобретение осуществляется следующим образом.The invention is carried out as follows.

На первом этапе в ЭВМ задают перечень вычислителей оптимизируемой бортовой сети с заданными параметрами: объемом оперативной памяти RAMCPU, объемом энергозависимой памяти ROMCPU, производительностью FCPU, пропускной способностью сетевого интерфейса VAFDX. Далее задаются функции, принадлежащие системам оптимизируемой бортовой сети с заданными параметрами: тип функции, объем используемой оперативной памяти RAM, объем используемой энергонезависимой памяти ROM, периодичность вызова Tвыз., количество тактов вычислителя, за которые выполняется функция NT, размер сообщения, передаваемого при каждом вызове DataSize. Далее задаются связи между функциями по интерфейсу AFDX (граф взаимосвязей с множеством функций M, с заданной ресурсоемкостью и ребрами, определяющими взаимосвязи между заданными функциями) и формируется перечень взаимных исключений, определяющий запрет нахождения заданных типов функций в одном вычислителе. Далее задают пределы загрузки вычислителя для ОЗУ, ПЗУ и производительности соответственно (изменяются в пределах от 0,01 до 1) LОЗУ, LПЗУ и LF соответственно. Затем формируют значения коэффициентов приоритета KRAM, KROM , KF, KAFDX, определяющих важность оптимизации параметров RAMCPU, ROMCPU, FCPU, VAFDX соответственно.At the first stage, the computer is given a list of computers of the optimized on-board network with the given parameters: the amount of RAM RAM CPU , the amount of volatile memory ROM CPU , the capacity of the F CPU , the throughput of the network interface V AFDX . Next, the functions belonging to the systems of the optimized on-board network with the given parameters are set: the type of function, the amount of RAM used, the amount of non-volatile ROM used, the frequency of the call T call. , the number of clock cycles of the calculator for which the function N T is executed, the size of the message transmitted during each call to DataSize. Next, relations between functions are defined via the AFDX interface (a graph of relationships with many functions M, with a given resource intensity and edges defining relationships between given functions), and a list of mutual exceptions is formed that defines the prohibition of finding the given types of functions in one calculator. Next, set the load limits of the calculator for RAM, ROM and performance, respectively (vary from 0.01 to 1) L RAM , L ROM and L F, respectively. Then the values of the priority coefficients K RAM , K ROM , K F , K AFDX are formed , which determine the importance of optimizing the parameters RAM CPU , ROM CPU , F CPU , V AFDX, respectively.

Далее определяют возможность помещения всех функций на уровне систем в один из вычислителей заданного перечня, при этом сопоставляют ресурсоемкость множества функций (всего графа множества функций M) каждому вычислителю из заданного перечня, который обеспечивает наименьшее сопоставления параметров вычислителя и ресурсоемкости присваиваемых ему функций Iopt (6).Next, they determine the possibility of placing all functions at the system level in one of the computers of the given list, and compare the resource intensity of the set of functions (the entire graph of the set of functions M) to each computer from the given list, which provides the smallest comparison of the parameters of the computer and the resource intensity of the Iopt functions assigned to it (6) .

В случае если найден вычислитель, обеспечивающий наименьшее значение сопоставления параметров вычислителя и ресурсоемкости присваиваемых ему функций Iopt (6), результат записывается в результирующие таблицы и процесс проектирования бортовой сети заканчивается. В таком случае обеспечивается синтез бортовой сети без сетевых взаимодействий с оптимальным соотношением ресурсоемкости вычислителя и набора функций, помещенных в него.If a calculator is found that provides the smallest value for comparing the parameters of the calculator and the resource consumption of the Iopt functions assigned to it (6), the result is written into the resulting tables and the design process of the on-board network ends. In this case, the synthesis of the onboard network without network interactions is ensured with the optimal ratio of the resource consumption of the computer and the set of functions placed in it.

Если такой вычислитель не определен, то далее на втором этапе сопоставляют ресурсоемкость каждой свободную вершину графа с каждым свободным вычислителем из заданного перечня, при этом выбирают вычислитель, который обеспечивает наименьшее значение сопоставления параметров вычислителя и ресурсоемкости присваиваемых ему функций Iopt (6).If such a computer is not defined, then in the second step, the resource consumption of each free vertex of the graph is compared with each free computer from a given list, and the computer that provides the lowest value for comparing the parameters of the computer and the resource consumption of the functions I assigned to it is selectedopt (6).

На третьем этапе найденную вершину поочередно объединяют с каждой из оставшихся свободных вершин (с учетом заданной на первом этапе перечня взаимных исключений) и сопоставляют каждое такое объединение с каждым оставшимся свободным вычислителем из заданного перечня таким образом, чтобы обеспечивалось наименьшее значение сопоставления параметров вычислителя и ресурсоемкости присваиваемых ему функций lopt (6).At the third stage, the found vertex is combined in turn with each of the remaining free vertices (taking into account the list of mutual exclusions specified at the first stage) and each such combination is compared with each remaining free calculator from the given list so that the lowest value of the comparison of the parameters of the calculator and the resource consumption of the assigned functions l opt (6).

На четвертом этапе полученное объединение функций объединяют поочередно с каждой оставшейся функцией из заданного перечня, не входящей в полученное объединение, с учетом заданного перечня исключений и поочередно сопоставляют ресурсоемкость такого объединения функций с параметрами каждого вычислителя из заданного перечня, при этом выбирают вычислитель, обеспечивающий наименьшее значение сопоставления параметров вычислителя и ресурсоемкости присваиваемого ему объединения функций Iopt, и повторяют четвертый этап до тех пор, пока при сопоставлении ресурсоемкость объединения функций не превысит параметры каждого вычислителя из заданного перечня.At the fourth stage, the resulting combination of functions is combined in turn with each remaining function from the given list that is not included in the obtained combination, taking into account the given list of exceptions, and the resource intensity of such a combination of functions is alternately compared with the parameters of each calculator from the given list, and the calculator that provides the lowest value is selected mapping and resource parameters calculator assigns combining functions I opt, and the fourth step is repeated up until when opostavlenii resource consumption exceeds combining functions of the calculator of the parameters of each predetermined list.

На пятом этапе, используют последнее объединение функций и вычислитель, при сопоставлении ресурсоемкости и параметров которых ресурсоемкость последнего объединения функций не превышала параметры каждого вычислителя из заданного перечня, определяют вычислитель и подмножество функций, входящих в полученное объединение функций, помечают как использованные.At the fifth stage, the last combination of functions and a calculator are used, when comparing the resource intensity and parameters of which the resource intensity of the last combination of functions did not exceed the parameters of each calculator from the given list, the calculator and a subset of the functions included in the resulting combination of functions are defined as used.

далее используют функции и вычислители, не помеченные как использованные на предыдущем этапе, и повторяют этапы со второго по пятый до тех пор, пока каждой функции не будет определен вычислитель.then use functions and calculators that are not marked as used in the previous step, and repeat steps two through five until each function defines a calculator.

Далее проводится проверка на наличие свободных (не присвоенных ни одному вычислителю) вершин и случае, если свободных вершин не найдено, результаты проведенного проектирования бортовой сети сохраняются. В случае нахождения свободных вершин переходят к третьему этапу.Next, a check is made for the presence of free (not assigned to any calculator) vertices and if no free vertices are found, the results of the design of the on-board network are saved. In the case of finding free vertices go to the third stage.

Процесс останавливается тогда, когда все функции будут помечены как использованные.The process stops when all functions are marked as used.

Выходными данными способа оптимизации архитектуры бортовой сети летательного аппарата являются перечни задействованных вычислителей исследуемой бортовой сети и перечни функций, принадлежащих каждому вычислителю данного перечня.The output data of the method of optimizing the architecture of the aircraft’s onboard network are lists of the involved computers of the studied onboard network and lists of functions that belong to each computer of this list.

Таким образом, благодаря применению указанного способа решается задача оптимизации архитектуры бортовой сети летательного аппарата за счет перераспределения вычислительных задач (функций) между вычислителями бортовой сети с учетом заданных ограничений, определяющих требуемые характеристики в части функциональности, надежности, так как при распределении всех функций на уровне систем по вычислителям, выбираемым из заданного перечня (с заданными параметрами каждого вычислителя), с учетом таблицы (перечня) взаимных исключений, обеспечивается наибольшая загрузка каждого вычислителя по заданным параметрам, что приводит к уменьшению количества вычислителей бортовой сети, а также информационных потоков между элементами сети.Thus, thanks to the application of this method, the problem of optimizing the architecture of the aircraft’s onboard network is solved by redistributing the computational tasks (functions) between the onboard network computers taking into account the specified restrictions that determine the required characteristics in terms of functionality and reliability, since when distributing all functions at the system level for calculators selected from a given list (with given parameters of each calculator), taking into account the table (list) of mutual exceptions, ensure The greatest load of each calculator according to the specified parameters is obtained, which leads to a decrease in the number of onboard network calculators, as well as information flows between network elements.

Claims (5)

1. Способ оптимизации архитектуры бортовой вычислительной сети летательного аппарата, характеризующийся тем, что на первом этапе в ЭВМ задают перечень типов вычислителей из состава оптимизируемой бортовой сети с заданными параметрами, перечень функций, принадлежащих системам оптимизируемой бортовой сети, с заданной ресурсоемкостью, взаимосвязи между заданными функциями, перечень исключений, определяющих запрет нахождения определенных типов функций в одном вычислителе, формируют значения коэффициентов приоритета и пределы загрузки вычислителя, на втором этапе поочередно сопоставляют ресурсоемкость каждой функции с параметрами каждого вычислителя, и выбирают вычислитель и функцию, обеспечивающие при сопоставлении параметров вычислителя и ресурсоемкости присваиваемых ему функций наименьшее значение сопоставления, на третьем этапе выбранную на втором этапе функцию поочередно объединяют с каждой оставшейся функцией из заданного перечня, с учетом заданного перечня исключений, и поочередно сопоставляют ресурсоемкость такого объединения функций с параметрами каждого вычислителя из заданного перечня, при этом выбирают вычислитель, обеспечивающий наименьшее значение сопоставления параметров вычислителя и ресурсоемкости присваиваемого ему объединения функций, на четвертом этапе полученное объединение функций объединяют поочередно с каждой оставшейся функцией из заданного перечня, не входящей в полученное объединение, с учетом заданного перечня исключений и поочередно сопоставляют ресурсоемкость такого объединения функций с параметрами каждого вычислителя из заданного перечня, при этом выбирают вычислитель, обеспечивающий наименьшее значение сопоставления параметров вычислителя и ресурсоемкости присваиваемого ему объединения функций и повторяют четвертый этап до тех пор, пока при сопоставлении ресурсоемкость объединения функций не превысит параметры каждого вычислителя из заданного перечня, на пятом этапе используют последнее объединение функций и вычислитель, при сопоставлении ресурсоемкости и параметров которых ресурсоемкость последнего объединения функций не превышала параметры каждого вычислителя из заданного перечня, определяют вычислитель и подмножество функций, входящих в полученное объединение функций, помечают как использованные, далее используют функции и вычислители, не помеченные как использованные на предыдущем этапе, и повторяют этапы со второго по пятый до тех пор, пока каждой функции не будет определен вычислитель.1. The method of optimizing the architecture of the aircraft computer network, characterized in that at the first stage, a computer is given a list of types of calculators from the structure of the optimized on-board network with specified parameters, a list of functions belonging to the systems of the optimized on-board network, with a given resource consumption, relationships between given functions, a list of exceptions that determine the prohibition of finding certain types of functions in one computer, form the values of the priority coefficients and the load limits of the calculator, at the second stage, they alternately compare the resource consumption of each function with the parameters of each calculator the user, and select the calculator and the function that, when comparing the parameters of the calculator and the resource intensity of the functions assigned to it, the lowest comparison value, in the third stage, the function selected in the second stage is alternately combined with each remaining function from the given list, taking into account the given list of exceptions, and the resource intensity is compared such a combination of functions with the parameters of each calculator from a given list, while choosing a calculator that provides the lowest value of co-post of the parameters of the calculator and the resource intensity of the union of functions assigned to it, at the fourth stage, the resulting union of functions is combined alternately with each remaining function from the given list that is not included in the obtained union, taking into account the given list of exceptions, and the resource intensity of such a combination of functions is alternately compared with the parameters of each calculator from the given list, while choosing a calculator that provides the lowest value for comparing the parameters of the calculator and resource consumption the combining of functions assigned to it and repeat the fourth stage until, during the comparison, the resource intensity of the combination of functions exceeds the parameters of each calculator from the given list, at the fifth stage, the last combination of functions and the calculator are used, when comparing the resource intensity and parameters of which the resource intensity of the last combination of functions did not exceed the parameters each calculator from a given list, the calculator is determined and a subset of the functions included in the resulting combination of functions is marked to used ones, then they use functions and calculators that are not marked as used in the previous step, and repeat steps two through five until each function defines a calculator. 2. Способ оптимизации архитектуры бортовой сети летательного аппарата по п. 1, характеризующийся тем, что заданные параметры вычислителя определяются объемом оперативной памяти, объемом энергонезависимой памяти, производительностью.2. A method of optimizing the architecture of an onboard network of an aircraft according to claim 1, characterized in that the predetermined parameters of the computer are determined by the amount of RAM non-volatile memory capacity, performance. 3. Способ оптимизации архитектуры бортовой сети летательного аппарата по п. 1, характеризующийся тем, что ресурсоемкость функций определяется параметрами: типом функции, объемом используемой оперативной памяти, объемом используемой энергонезависимой памяти, периодичностью вызова, количеством тактов вычислителя, за которые выполняется функция, размером сообщения, передаваемого при каждом вызове.3. The method of optimizing the architecture of the aircraft’s onboard network according to claim 1, characterized in that the resource consumption of the functions is determined by the parameters: the type of function, the amount of RAM used, the amount of non-volatile memory used, the frequency of the call, the number of clock cycles of the calculator for which the function is executed, and the message size transmitted on every call. 4. Способ оптимизации архитектуры бортовой сети летательного аппарата по п. 1, характеризующийся тем, что взаимосвязи между заданными функциями задаются при помощи графа взаимосвязей.4. A method for optimizing the architecture of an aircraft’s onboard network according to claim 1, characterized in that the relationships between the given functions are specified using the relationship graph. 5. Способ оптимизации архитектуры бортовой сети летательного аппарата по п. 1, характеризующийся тем, что перечень взаимных исключений задается в виде таблицы.5. A method for optimizing the architecture of the aircraft’s onboard network according to claim 1, characterized in that the list of mutual exceptions is given in the form of a table.
RU2019124440A 2019-08-01 2019-08-01 Aircraft onboard network architecture optimization method RU2718162C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019124440A RU2718162C1 (en) 2019-08-01 2019-08-01 Aircraft onboard network architecture optimization method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019124440A RU2718162C1 (en) 2019-08-01 2019-08-01 Aircraft onboard network architecture optimization method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2718162C1 true RU2718162C1 (en) 2020-03-30

Family

ID=70156588

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019124440A RU2718162C1 (en) 2019-08-01 2019-08-01 Aircraft onboard network architecture optimization method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2718162C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2189073C2 (en) * 2000-10-13 2002-09-10 Курский государственный технический университет Resource allocation system
RU2413975C2 (en) * 2008-11-17 2011-03-10 Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт авиационного оборудования Method and computing system for fault-tolerant processing of information of aircraft critical functions
US8214191B2 (en) * 2005-08-29 2012-07-03 The Invention Science Fund I, Llc Cross-architecture execution optimization
US9880819B2 (en) * 2009-06-03 2018-01-30 Apple Inc. Methods and apparatuses for a compiler server
RU2644535C2 (en) * 2016-06-01 2018-02-12 Владимир Викторович Ермишин Parallel computing architecture

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2189073C2 (en) * 2000-10-13 2002-09-10 Курский государственный технический университет Resource allocation system
US8214191B2 (en) * 2005-08-29 2012-07-03 The Invention Science Fund I, Llc Cross-architecture execution optimization
RU2413975C2 (en) * 2008-11-17 2011-03-10 Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт авиационного оборудования Method and computing system for fault-tolerant processing of information of aircraft critical functions
US9880819B2 (en) * 2009-06-03 2018-01-30 Apple Inc. Methods and apparatuses for a compiler server
RU2644535C2 (en) * 2016-06-01 2018-02-12 Владимир Викторович Ермишин Parallel computing architecture

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4980824A (en) Event driven executive
US20100077403A1 (en) Middleware for Fine-Grained Near Real-Time Applications
US12379965B2 (en) Dynamic safety awareness task distribution
Zatsarinny et al. Toward high performance solutions as services of research digital platform
CN107067822B (en) A kind of terminal control area into course line dynamic management approach and the device of leaving the theatre
Jha et al. Multiobjective deployment of data analysis operations in heterogeneous IoT infrastructure
CN119781961A (en) Task management method, system, device and medium based on graph structure
CN117278100A (en) A business execution method, device and storage medium based on a space-based information system
Cho et al. A traveling salesman problem-based approach to observation scheduling for satellite constellation
RU2718162C1 (en) Aircraft onboard network architecture optimization method
CN120256082A (en) Data scheduling method, system and electronic device
CN116670649B (en) Method and system for designing a robotic system architecture with optimized system latency
Hung et al. Scheduling nonlinear computational loads
US20250053828A1 (en) Task solving method and apparatus thereof
EP0274339A2 (en) Event driven executive
Kononov et al. Control of a Complex of Works in Multiprocessor Real-time ACS
Homann et al. Evaluation of conditional tasks in an artificial DNA system
CN116954761A (en) Automatic service arrangement and execution system and method thereof
Chou et al. Distributed control of computer systems
CN116560852A (en) A workflow scheduling method, device, computer equipment and storage medium
Ghannane et al. Diviml: A module-based heuristic for mapping neural networks onto heterogeneous platforms
Wang et al. Integrated modular avionics system design based on formal dynamic organization
Lienen et al. Event-Driven Programming of FPGA-accelerated ROS 2 Robotics Applications
Morel et al. FlyNet: Drones on the horizon
Paulachan et al. A Time-Triggered Edge–Fog–Cloud Architecture With Hierarchical Genetic Optimization for Safety-Critical Applications