基于面向TTE的新型数据综合系统的设计与实现

针对传统总线无法实时网络传输,新型总线时间触发以太网(TTE)兼容IP协议和IEEE802.3协议,但TT业务和BE业务需设备满足TTE协议,实际工程缺少适用性的问题,设计了一种基于FPGA的时间触发以太网数据综合系统。该数据综合系统以FPGA作为核心控制器,千兆网作为主要通信接口,在满足高速率、高宽带、高灵活的前提下,设计出数据综合模块,将多种传统总线与TTE总线良好兼容。试验结果表明:系统在同步精度高达40 ns、通信抖动仅为392 ns的前提下,数据转换收发无误码现象。同时将多种数据混合编帧,具备极高的稳定性与灵活性,为TTE网络数据服务于实际工程提供了可靠的解决方案。

安全稳定控制系统远程非实时闭环测试技术研究

目前,安全稳定控制系统的测试主要依赖于相互独立的厂内测试、实验室测试和现场联调测试,难以彻底消除安全稳定控制系统潜在的隐患。针对现有测试方法的不足,提出一种安全稳定控制系统远程非实时闭环测试技术。通过融合硬件在环仿真、5G通信组网、广域同步触发、多通信协议转换等关键技术,研发了平台管理系统、测试主站和测试终端等关键模块,并制定了远程非实时闭环测试流程。以四川电网水电经特高压直流集中送出安全稳定控制系统为例,验证了所提技术的可行性。

拮抗剂方案中HCG扳机日直径16~18 mm卵泡比例对PCOS患者IVF-ET结局的影响

目的探讨拮抗剂方案中人绒毛膜促性腺激素(HCG)扳机日直径16~18 mm卵泡比例对接受拮抗剂方案的多囊卵巢综合征(PCOS)患者体外受精-胚胎移植(IVF-ET)结局的影响。方法回顾性分析2016年1月至2021年12月于南京医科大学附属妇产医院行IVF-ET助孕的PCOS患者的临床资料。根据HCG扳机日双侧卵巢直径16~18 mm卵泡比例以三分位法将患者分为三组,该比例<0.43为A组(262例),0.43~0.56为B组(267例),≥0.56为C组(247例)。比较三组一般临床资料、超促排卵周期情况、胚胎发育情况、体外受精周期后首次冻融胚胎移植(FET)情况以及妊娠、围产期结局。结果B组基础促黄体生成素(LH)、基础LH与基础促卵泡激素(FSH)比值显著高于A组和C组,差异有统计学意义(P<0.05)。A组促性腺激素(Gn)使用总量高于B组和C组,HCG扳机日雌二醇(E_(2))水平低于B组、C组,差异有统计学意义(P<0.05)。B组和C组获卵数、2原核(PN)数、卵裂数、囊胚形成数以及可移植胚胎数高于A组,差异有统计学意义(P<0.05)。C组囊胚形成率高于A组和B组,高评分囊胚率高于B组,差异有统计学意义(P<0.05)。三组移植胚胎数、移植胚胎天数、内膜准备方案及内膜厚度比较差异无统计学意义(P>0.05)。三组胚胎着床率、生化妊娠率、临床妊娠率、流产率、活产率、妊娠期糖尿病发生率及妊娠期高血压发生率等比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论在拮抗剂方案中,HCG扳机日直径16~18 mm卵泡比例可反映卵母细胞发育潜能,当该比例≥0.56时可获得较好的获卵数、2PN数、卵裂数、囊胚形成数以及可移植胚胎数,在一定程度上可作为PCOS患者HCG扳机时机的参考指标,但该比例并不影响后续首次FET的妊娠结局。

TTP/C协议的关键特性研究

数据总线是构建分布式实时容错系统的关键技术之一,而基于TTA架构定义的TTP/C协议是面向安全关键领域的最新总线规范;首先介绍了TTP/C协议的基本架构和运行机制,然后深入研究了基于Welch-Lynch算法的分布式容错同步时钟、基于GMP的容错一致性策略和上电启动过程等TTP/C协议的关键特性;研究结果表明TTP/C协议具有严格的时间确定性和完备的容错策略,十分适合作为航空、汽车、铁路等安全关键领域的通用底层解决方案。

时间触发总线时钟同步技术研究

时间触发协议(TTP)总线,或称时间触发总线,是一种用于安全关键实时控制系统的总线,采用基于全局时间基的时间触发通信机制。针对时钟同步高精度、容错的要求,研究了时间触发总线时钟同步算法,在OMNe T++仿真环境下建立了节点机模型和时钟同步算法模型,构建了时间触发总线系统模型,对时钟同步算法进行仿真,验证了同步算法。在同步周期足够的情况下,可以达到1μs以内的同步精度。

面向安全关键系统的CAN总线应用研究综述

控制器局域网适合小型安全关键系统的现场总线控制要求,能够以最大1 Mbps速率发送和接收实时短消息。分析了CAN总线的结构、特点、协议仲裁机制、接口设计方法、实时特性和错误处理机制。为了支持任务关键网络,比较了事件触发协议与时间触发协议的特性,讨论了时间触发CAN协议的研究进展。

时间触发光纤通道调度算法确定性分析

光纤通道以其优良性能,成为下一代航电系统的必然选择。但是基于事件触发的消息调度形式限制了对航电系统性能的分析,为提高消息在网络中传输时间确定性,在时间触发协议的基础上,针对光纤通道提出一种时间触发的消息调度算法。通过对交换式网络建模,采用理论和仿真相结合的方法,对先来先服务调度策略和时间触发调度策略进行分析,结果表明时间触发调度算法可以很好地提高网络消息传输的确定性,满足航电系统安全关键消息的传输要求。

时间触发总线验证技术研究

TTP协议定义了一种高确定性,无冲突,高安全的通信总线,能够满足包括飞行控制等的安全关键实时控制系统的应用要求;时间触发总线验证技术根据TTP协议规范要求,针对研制的节点进行测试,包括基本通信测试、时钟同步、故障注入等不同的测试场景,充分验证被测节点的各项功能、性能;通过这些测试,表明被测节点各项指标都满足研制需求,可用于安全关键实时控制系统。

时间触发总线流量调度机制及其实时性分析

根据航空航天综合电子系统中的消息传输要求,在时间触发总线网络架构及时间触发协议(TTP)的基础上,分析时间触发总线的流量类型。针对TTP总线中时间触发周期消息和事件触发非周期消息2种类型的流量,设计基于流量转换策略的消息调度机制,包括周期消息优先级调度算法及非周期消息缩微重排序调度算法。通过建立TTP总线的消息传输模型,分析并计算TTP总线中周期消息的传输时延,结合通信降级机制及网络演算方法,得到TTP总线中非周期消息的服务曲线、到达曲线和延迟上界。通过建立TTP总线仿真模型,得出实验最大时延与理论最大时延一致,从而验证基于流量转换策略的消息调度机制能够保证不同类型流量的实时传输。

基于TTP协议的飞机配电系统通信仿真研究

针对飞机配电系统典型单元,建立基于时间触发的四节点控制与通信模型;实现系统典型节点的信号交互,并进行实时控制与仿真分析。以供电系统处理机(PSP)、发电机控制器和汇流条控制器的组合(GCUs+BPCU),某个负载管理中心(ELMC)、以及多个固态功率控制器(SSPCs)为四个典型节点,在研究模型节点内部控制与逻辑关系、建立消息时刻表的基础上,仿真了配电系统在双发、单发、应急情况下,汇流条和负载的自动管理。仿真结果表明,信号严格按照确定的消息时刻表传送,通信具有较高的实时性和可靠性。研究结果为时间触发协议在航空器领域的应用提供了参考。

时间触发以太网时钟同步的容错方法分析

为揭示高完整性和标准完整性配置下时钟同步容错方法的有效性,对时间触发以太网(time-triggered Ethernet,TTE)网络标准中时钟同步服务描述进行协议分析,还原时钟同步算法的理论模型。通过分析容错机制对应的失效模式,对TTE网络时钟同步算法在单同步域下对抗失效的有效性进行仿真验证,仿真结果表明了高完整性配置下的TTE网络时钟具备对抗单点随意失效的能力。

MCP2515在TTCAN协议Level 1节点中应用

TCAN是基于CAN的时间触发的高层协议,具有确定性行为,因而适用于安全相关的场合。本文首先从参照时间、基本周期、系统信息阵、网络时间单元和全局时间五个方面对TTCAN协议进行分析,其后讲解了基于MCP2515的一个TTCAN协议Level 1节点的实现方案。

CAN协议与TTP协议性能比较分析

综合典型的CAN与TTP总线的应用经验,提出了适用AUV的总线框架以及未来AUV的总线互连、数据传输方法的几点建议,并针对AUV的应用比较分析了基于CAN协议和TTP协议的分布式实时系统的操作原理、可靠性机制、可扩展性、错误处理策略以及系统层面上的一些特性,表明,CAN协议适用于对灵活性要求较高的软实时系统,而TTP协议适用于可靠性要求较高的集成硬实时系统。

车载控制网络及其协议比较

介绍现阶段车载网络结构,在探讨汽车控制实时性、可靠性要求的基础上,论述了几种用于汽车的时间触发协议及其通信方式,分析比较了它们的技术特点,指出了车载控制网络的技术发展方向。

HCG日不同优势卵泡比例对IVF/ICSI妊娠结局的影响

【目的】为摸索适合不同方案最佳人绒毛膜促性腺激素注射日(HCG日)优势卵泡比例,探讨HCG日直径18 mm以上卵泡不同比例在不同方案中对体外受精/单精子卵泡浆内显微注射-胚胎移植(IVF/ICSI-ET)结局的影响,为个体化确定HCG日提供依据。【方法】本研究回顾性分析2014年至2016年长方案IVF/ICSI共3 064周期,拮抗剂方案IVF/ICSI共918周期临床资料。按照HCG日优势卵泡(直径≥18 mm)的不同比例将患者在不同方案中均分成3组:低比例组:优势卵泡比例<20%;中比例组:20%≤优势卵泡比例≤40%;高比例组:优势卵泡比例>40%。分别分析不同方案中不同年龄段,3组患者间基本资料及助孕结局。【结果】≤30岁年龄群患者中,促性腺激素释放激素激动剂(GnRHa)长方案中,成熟卵子率在HCG日优势卵泡比<20%组明显低于另外2组(P <0.05)。临床妊娠率比较3组间无统计学差异。而在拮抗剂方案中,临床妊娠率、中重度卵巢过度刺激综合征(OHSS)发生率在3组间差异无明显统计学意义(P> 0.05)。≥40岁年龄群患者中,长方案中,获卵数在HCG日优势卵泡比<20%组明显高于另外2组,可利用胚胎率最低(P <0.05);可利用胚胎率在HCG日优势卵泡比> 40%组高,但临床妊娠率低于另外2组,但差异无统计学意义。拮抗剂方案中,临床妊娠率在HCG日优势卵泡比<20%组明显高于另外2组,差异具有统计学意义(P <0.05)。两种方案中均无中重度OHSS发生。【结论】在≤30岁患者中无论长方案或拮抗剂方案,随着HCG日优势卵泡比增加可能增加成熟卵子率,但不影响临床结局。而在≥40岁患者中无论长方案或拮抗剂方案,HCG日优势卵泡比例>40%,临床妊娠率明显降低,在拮抗剂方案中将优势卵泡比例控制在20%以内更重要。

基于时间触发架构的网络技术研究与设计

随着航空电子系统架构朝着网络化的方向发展,机载电子系统时间关键性和安全关键性的通信应用需求加大,交互的信息量级不断提升,传统的机载总线技术已无法胜任。时间触发以太网(TTE)在引入了高精度时钟同步机制的基础上,采用一致性通信、故障容忍和冗余设计等技术提高了通信的实时性、稳定性和安全性。以TTE和时间触发协议(TTP)为例,综合TTE和TTP的优势,提出跨网段的一体式时间触发网络设计方法,为航空机载电子系统领域提供了基于时间触发架构的统一网络服务。

一种ARINC825总线通信接口可靠性设计方法研究

随着航空电子技术的进步,民航客机电子系统逐渐向着数字化、复杂化的方向发展,对设备间通信的可靠性有着更高要求;在分析ARINC825总线协议标准后,提出使用STM32F207单片机和商用CAN控制器,设计了一套低成本双链路冗余的ARINC825通信接口,使用"时间触发总线调度"技术对通信接口可靠性进行分析;实验表明,设计的ARINC825协议通信接口方案具有较高的可靠性,能够满足飞机驾驶舱控制通信要求。

基于时间触发FC终端接口的设计

FC总线协议凭借其高速率、高可靠性以及低延迟,成为下一代航电网络的理想协议。但基于事件触发的消息传输形式,使得网络在时间确定性方面依然存在不足。为提高消息传输的确定性,设计实现了一种基于时间触发的FC终端接口,同时对其关键模块FC IP核、PCIE接口、存储芯片控制器以及发送缓存管理模块进行了详细的设计。最后在借助开发工具ISE和Modelsim,对设计的接口进行了测试。结果表明,该接口误码率小于10^(-12),眼图抖动控制在87.5 ps,满足设计要求。

TTP总线在分布式飞控计算机系统中的应用

TTP总线具有高确定性、低时延、容错支持等优点,在构建有硬实时需求的安全关键分布式容错系统中有较大优势。文章简要总结了飞控计算机系统对系统总线的需求,介绍了TTP总线分布式时钟同步与确定性通信技术,分析了TTP总线容错特性与安全性,设计了基于TTP总线的三余度分布式飞控计算机系统,测试验证了系统中的TTP总线同步精度、通信延迟与抖动、TTP总线对飞控功能的支持等,能够满足飞控计算机系统的通信需求。

面向资源优化的周期分配方法和总线访问配置研究

汽车系统的功能多样性和智能化发展,引起车内ECU数量的大量增加,给汽车成本的降低带来巨大压力。ECU节点通过TTP总线构成了以周期性任务触发、基于TDMA技术的消息分发、基于抢占的FPS调度等为特点的分布式体系结构。实时性和资源利用率是上述体系结构需要考虑的两个关键问题,特别是随着汽车系统复杂性的快速增长,对解决上述问题提出了严峻的挑战。本文提出一种利用GP进行周期分配和总线访问配置,并结合FPS进行实时调度分析,在保证系统时限的前提下,最小化系统资源利用率的方法,以减缓ECU数量的增加,降低系统成本。在具备工业实用价值的任务集基础之上进行的仿真实验结果表明了该方法的有效性和可扩展性。