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AFDX调度算法研究及其在飞行仿真系统中的应用的中期报告
中期报告：
一、研究背景
随着飞机机载系统的不断发展，要求越来越高的数据传输能力和实时性，而传统的总线和协议已经不能满足这一需求。针对这一问题，飞行控制领域提出了一种新的数据传输方式，即基于以太网技术的总线——AFDX。AFDX是一个实时数据总线协议，具有高带宽、低延迟、高可靠性等特点，已经成为了现代飞机机载系统中的重要组成部分，是直接影响飞机飞行安全和可靠性的关键技术之一。
为了优化AFDX网络的性能和提高其实时性，研究者们提出了许多调度算法，在AFDX网络中实现数据包的优先级排序与调度。其中，最常用的调度算法是Frame-BasedPriority（FBP）算法和Credit-BasedShaper（CBS）算法。调度算法的选择影响到AFDX网络在实时性、带宽利用率等方面的性能表现。因此研究合适的调度算法对于提高飞机机载系统的实时性和安全性具有重要意义。
本文旨在研究AFDX调度算法，并将其应用于飞行仿真系统中，以进一步提高飞机机载系统的实时性和可靠性。
二、研究内容和进展
1.调度算法研究
（1）Frame-BasedPriority（FBP）算法
FBP是一种静态调度算法，其优先级由数据流的带宽和周期性决定。数据流的碎片化和带宽调整可能会导致数据包的延迟增加，特别是在多数据流竞争同一通道时，容易引起严重的网络拥塞问题。
（2）Credit-BasedShaper（CBS）算法
CBS算法是一种动态调度算法，它根据网络的拥塞情况动态调整数据包的发送时间。CBS将不同数据流分配不同的信用配额，根据数据流的实时需求进行调度，确保了实时性和可靠性。但是，CBS算法的实时性和带宽利用率较低，在高负载情况下，容易导致数据包的延迟和丢失。
（3）其它调度算法
除了FBP和CBS算法之外，还有一些其它的调度算法，如WeightedFairQueuing（WFQ）算法和VirtualOutputQueueing（VOQ）算法等。这些算法都有各自的优缺点，在实际应用中需要根据具体的情况选择。
2.应用于飞行仿真系统
（1）建立仿真实验平台
为了研究AFDX调度算法，在MATLAB/Simulink软件平台上建立了AFDX网络仿真实验平台。该平台能够模拟实际的AFDX网络，并能够通过调节网络的参数来模拟不同的网络拓扑结构和负载情况。
（2）仿真实验及结果分析
在建立的仿真实验平台上，对不同的调度算法进行了仿真实验，并对实验结果进行了分析。通过实验结果可知，CBS算法具有较好的实时性和可靠性，但带宽利用率相对较低；FBP算法则具有较高的带宽利用率，但容易导致网络拥塞和数据包延迟严重。
（3）仿真实验改进与优化
针对仿真实验中发现的问题，对调度算法进行了改进与优化，如对数据流进行分组，针对不同的数据流采用不同的调度算法等。改进后的算法能够更好地满足飞机机载系统对实时性和带宽利用率的要求。
三、研究展望
本文的下一步研究工作将重点关注以下方面：
（1）进一步优化和改进AFDX调度算法，提高其实时性和带宽利用率；
（2）扩展仿真实验平台，将其应用于实际的飞机机载系统中，验证算法的实际应用效果；
（3）研究AFDX网络的安全性和抗干扰性等方面，进一步提高飞机机载系统的安全性和可靠性。