Валерий Костенко / Кабанов Сергей 3 курс opt-sem

На этом форуме публикуются и уточняются постановки задач студентам, а также отслеживается ход их выполнения

Модератор: staff

Закрыто
Бычков Иван
Аспирант
Сообщения: 179
Зарегистрирован: 23 сен 2008 01:19 pm

Валерий Костенко / Кабанов Сергей 3 курс opt-sem

Сообщение Бычков Иван »

Алгоритмы построения расписания обменов в кольце с арбитражем.

Разработано приложение к стандарту Fibre Channel, в котором предлагается реализация протокола верхнего уровня для отображения на Волоконный канал архитектуры MIL-STD-1553 (в дальнейшем, протокол отображения MIL-STD-1553). Для этого отображения требуется обслуживание класса-2 по кольцу с арбитражем. Одна из целей такого отображения использовать большой опыт работы с архитектурой MIL-STD-1553 и широкую базу разработанного и установленного программного обеспечения. В соответствии с этим в предлагаемом отображении используются хорошо знакомые понятия, принятые в MIL-STD-1553, контроллеры канала и оконечных устройств, команды, состояния, слова данных, форматы сообщений и коды команд управления, режим передачи команда/ответ.

Целью курсовой работы является разработка алгоритмов выбора порядка устройств и построения расписания обменов для кольца с арбитражем работающего в соответствии с протоколом отображения MIL-STD-1553.
Для достижения указанной цели должны быть решены следующие задачи:
1. Изучен стандарт Fibre Channel.
2. Изучен протокол отображения MIL-STD-1553.
3. Изучен стандарт MIL-STD-1553.
4. Построена или модифицирована модель информационных обменов, которая позволяет вычислять время, затрачиваемое на арбитраж и передачу сообщения. В настоящее время имеется модель для 2-го класса обслуживания по кольцу с арбитражем, но она не учитывает задержки обусловленные протоколом отображения MIL-STD-1553.
5. Сделана формальная постановка задачи построения расписания обменов при фиксированном порядке устройств в кольце. Должно быть доказано, что если расписание удовлетворяет условиям корректности, то все сообщения гарантировано передаются в режиме реального времени.
6. Разработан и реализован алгоритм построения расписания обменов при фиксированном порядке устройств в кольце.
7. Разработан подход к построению алгоритма выбора порядка устройств и построения расписания обменов.
Сергей Кабанов
Выпускник
Сообщения: 3
Зарегистрирован: 20 окт 2008 10:00 pm

Сообщение Сергей Кабанов »

АЛГОРИТМЫ ПОСТРОЕНИЯ РАСПИСАНИЯ ОБМЕНОВ
В КОЛЬЦЕ С АРБИТРАЖЕМ
Выполнил: студент 322 гр. Кабанов С. А.
Научные руководители: с.н.с. к.т.н. Костенко В. А., аспирант Бычков И. А.

MIL-STD-1553 – один из самых широко используемых стандартов обмена данных в бортовых системах реального времени.
Но его главным недостатком является сравнительно низкая аппаратная скорость передачи данных – примерно 1 Мбит/с.
Одним из новых перспективных стандартов обмена является стандарт Fibre Channel. Он позволяет передавать данные со скоростью до 4 Гбит/с.
С целью сохранения и дальнейшего использования программного обеспечения и некоторых устройств, разработанных для MIL-STD, был создан протокол отображения FC-AE-1553. На нижнем уровне обмен происходит через кольцо с арбитражем, определяемое стандартом Fibre Channel, а на верхнем он реализует все сущности MIL-STD-1553 (при этом значительно увеличивается скорость передачи).

Целью моей курсовой работы является разработка алгоритма построения расписания обменов в вычислительных системах реального времени на основе протокола FC-AE-1553 в кольце с арбитражем.

Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Разработать формальную модель информационных обменов для шины MIL-STD-1553. При этом нужно:
1.1. Описать форматы передачи сообщений по протоколу MIL-STD.
1.2. Рассчитать время, затрачиваемое на передачу сообщений разных форматов.
1.3. Описать ограничения на передачу сообщений по шине MIL-STD.
2. Разработать формальную модель информационных обменов в кольце с арбитражем (без ограничений стандарта FC-AE-1553):
2.1. Рассчитать время, затрачиваемое на передачу сообщений.
2.2. Описать ограничения на передачу сообщений в кольце с арбитражем (нужно учесть, что время, затраченное на передачу служебной информации, не обязательно должно попадать в директивный интервал).
3. В рамках модели информационных обменов в кольце с арбитражем описать способ организации передачи данных, определяемый протоколом FC-AE-1553:
3.1. Описать форматы передачи сообщений по протоколу FC-AE-1553.
3.2. Рассчитать время, затрачиваемое на передачу сообщений разных форматов (при этом необходимо учесть конвейерный характер передачи данных в кольце с арбитражем).
4. Необходимо доказать, что время передачи любого сообщения по протоколу FC-AE-1553 (с учетом времени, затрачиваемого на арбитраж и завершение передачи данных) для любых сообщений будет заведомо меньше времени передачи аналогичного сообщения по шине MIL-STD-1553.
5. Разработать алгоритм построения расписания информационных обменов по протоколу FC-AE-1553 в кольце с арбитражем.
6. Провести численное исследование разработанного алгоритма.


Проделанная работа.
На данный момент решены задачи 1 и 2. Задача 3 завершена наполовину.
Во втором семестре планируется решить задачи 4, 5 и 6.


Литература
1. Интерфейс магистральных последовательных сетей электронных модулей. Госстандарт России. 2003. 24 стр. ИПК Издательство стандартов.

2. Уилф Салливан. Что заменит MIL-STD-1553 в роли сетевой магистрали
военных систем следующего поколения // Мир компьютерной
автоматизации. 1999. № 4. (http://www.mka.ru/?p=40062)

3. Павлов А.М. Коммерческая сетевая информационная технология для
применения в военных проектах // Мир компьютерной автоматизации.
2000. № 4. (http://www.mka.ru/?p=40031)

4. Бычков И. А. Алгоритмы построения расписания обменов и выбора порядка устройств в кольце с арбитражем для систем реального времени. 2008. 123 стр.

5. Fibre Channel Physical and Signaling Interface (FC-PH) // working draft
proposed American National Standard for Information Systems. 1994. 388 p.
[PDF] (http://www.t11.org/ftp/t11/member/fc/ph/fcph_43.pdf)

6. Fibre Channel Physical and Signalling Interface - 2 (FC-PH-2) // working
draft proposed American National Standard for Information Systems. 1996.
161p. [PDF] (http://www.t11.org/ftp/t11/member/fc/ph ... h-2_74.pdf)

7. Fibre Channel Physical and Signalling Interface - 3 (FC-PH-3) // working
draft proposed American National Standard for Information Systems. 1997.
112 p. [PDF] (http://www.t11.org/ftp/t11/member/fc/ph-3/fcph3_94.pdf)

8. Руководство по Fibre Channel // Мир компьютерной автоматизации.
2000. № 4. (http://www.mka.ru/?p=40030)

9. Fibre Channel Arbitlated Loop (FC-AL) // working draft proposal American
National Standard for Information Technology. 1995. 98p.
[PDF] (http://www.t11.org/ftp/t11/member/fc/al/fcal45rl.pdf)

10. Fibre Channel Arbitrated Loop - 2 (FC-AL-2) // NCITS working draft
proposal American National Standard for Information Technology. 2001.
140 p. [PDF] (http://www.t11.org/ftp/t11/pub/fc/fs/02-038v0.pdf)

11. Fibre Channel FC-AE-1553. 2006. 84 p.
Александр Шалимов
Аспирант
Сообщения: 37
Зарегистрирован: 15 окт 2004 12:00 am

Сообщение Александр Шалимов »

Сергей, несколько вопросов.
Сергей Кабанов писал(а): 1. Разработать формальную модель информационных обменов для шины MIL-STD-1553.
2. Разработать формальную модель информационных обменов в кольце с арбитражем (без ограничений стандарта FC-AE-1553)
А чем Ваши формальные модели отличаются от уже существующих?

Есть ли предположения - как будут решаться 4 и 5 пункты?

Где можно ознакомится с результатами по сделанным пунктам?
Сергей Кабанов
Выпускник
Сообщения: 3
Зарегистрирован: 20 окт 2008 10:00 pm

Сообщение Сергей Кабанов »

АЛГОРИТМЫ ПОСТРОЕНИЯ РАСПИСАНИЯ ОБМЕНОВ
В КОЛЬЦЕ С АРБИТРАЖЕМ
Выполнил: студент 322 гр. Кабанов С. А.
Научные руководители: с.н.с. к.т.н. Костенко В. А., аспирант Бычков И. А.

MIL-STD-1553 – один из самых широко используемых стандартов обмена данных в бортовых системах реального времени.
Но его главным недостатком является сравнительно низкая аппаратная скорость передачи данных – примерно 1 Мбит/с.
Одним из новых перспективных стандартов обмена является стандарт Fibre Channel. Он позволяет передавать данные со скоростью до 4 Гбит/с.
С целью сохранения и дальнейшего использования программного обеспечения и некоторых устройств, разработанных для MIL-STD, был создан протокол отображения FC-AE-1553. На нижнем уровне обмен происходит через кольцо с арбитражем, определяемое стандартом Fibre Channel, а на верхнем он реализует все сущности MIL-STD-1553 (при этом значительно увеличивается скорость передачи).

Целью моей курсовой работы является разработка алгоритма построения расписания обменов в вычислительных системах реального времени на основе протокола FC-AE-1553 в кольце с арбитражем.

Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Изучение стандартов MIL-STD-1553 и Fiber Channel, изучение протокола отображения FC-AE-1553.
2. Модифицировать формальную модель информационных обменов для шины MIL-STD-1553. При этом нужно:
2.1. Описать форматы передачи сообщений по протоколу MIL-STD.
2.2. Получить зависимости времени передачи сообщения от формата и количества слов данных в сообщении.
2.3. Описать ограничения на передачу сообщений по шине MIL-STD.
3. Модифицировать формальную модель информационных обменов в кольце с арбитражем (без ограничений стандарта FC-AE-1553):
3.1. Получить зависимости времени передачи сообщения от формата и количества слов данных в сообщении.
3.2. Описать ограничения на передачу сообщений в кольце с арбитражем (нужно учесть, что время, затраченное на передачу служебной информации, не обязательно должно попадать в директивный интервал).
4. В рамках модели информационных обменов в кольце с арбитражем описать способ организации передачи данных, определяемый протоколом FC-AE-1553:
4.1. Описать форматы передачи сообщений по протоколу FC-AE-1553.
4.2. Получить зависимости времени передачи сообщения от формата и количества слов данных в сообщении (при этом необходимо учесть конвейерный характер передачи данных в кольце с арбитражем).
5. Необходимо доказать или опровергнуть, что время передачи любого сообщения по протоколу FC-AE-1553 (с учетом времени, затрачиваемого на арбитраж и завершение передачи данных) для любых сообщений будет заведомо меньше времени передачи аналогичного сообщения по шине MIL-STD-1553. Учитывать это в алгоритме построения расписаний.
6. Разработать алгоритм построения расписания информационных обменов по протоколу FC-AE-1553 в кольце с арбитражем.
7. Провести численное исследование разработанного алгоритма.


Проделанная работа.
На данный момент решены задачи 1, 2, и 3. Задача 4 завершена наполовину.
Во втором семестре планируется решить задачи 5, 6 и 7.


Литература
1. Интерфейс магистральных последовательных сетей электронных модулей. Госстандарт России. 2003. 24 стр. ИПК Издательство стандартов.

2. Уилф Салливан. Что заменит MIL-STD-1553 в роли сетевой магистрали
военных систем следующего поколения // Мир компьютерной
автоматизации. 1999. № 4. (http://www.mka.ru/?p=40062)

3. Павлов А.М. Коммерческая сетевая информационная технология для
применения в военных проектах // Мир компьютерной автоматизации.
2000. № 4. (http://www.mka.ru/?p=40031)

4. Бычков И. А. Алгоритмы построения расписания обменов и выбора порядка устройств в кольце с арбитражем для систем реального времени. Факультет ВМК МГУ. Дипломная работа.
2008. 123 стр.

5. Fibre Channel Physical and Signaling Interface (FC-PH) // working draft
proposed American National Standard for Information Systems. 1994. 388 p.
[PDF] (http://www.t11.org/ftp/t11/member/fc/ph/fcph_43.pdf)

6. Fibre Channel Physical and Signalling Interface - 2 (FC-PH-2) // working
draft proposed American National Standard for Information Systems. 1996.
161p. [PDF] (http://www.t11.org/ftp/t11/member/fc/ph ... h-2_74.pdf)

7. Fibre Channel Physical and Signalling Interface - 3 (FC-PH-3) // working
draft proposed American National Standard for Information Systems. 1997.
112 p. [PDF] (http://www.t11.org/ftp/t11/member/fc/ph-3/fcph3_94.pdf)

8. Руководство по Fibre Channel // Мир компьютерной автоматизации.
2000. № 4. (http://www.mka.ru/?p=40030)

9. Fibre Channel Arbitlated Loop (FC-AL) // working draft proposal American
National Standard for Information Technology. 1995. 98p.
[PDF] (http://www.t11.org/ftp/t11/member/fc/al/fcal45rl.pdf)

10. Fibre Channel Arbitrated Loop - 2 (FC-AL-2) // NCITS working draft
proposal American National Standard for Information Technology. 2001.
140 p. [PDF] (http://www.t11.org/ftp/t11/pub/fc/fs/02-038v0.pdf)

11. Fibre Channel FC-AE-1553. 2006. 84 p.
Сергей Кабанов
Выпускник
Сообщения: 3
Зарегистрирован: 20 окт 2008 10:00 pm

Сообщение Сергей Кабанов »

Шалимов Александр писал(а):Сергей, несколько вопросов.

А чем Ваши формальные модели отличаются от уже существующих?

Есть ли предположения - как будут решаться 4 и 5 пункты?

Где можно ознакомится с результатами по сделанным пунктам?
Ответы на эти вопросы должны быть в отчете?

Собственно:

1. Модели модифицированы. Местами упрощены, местами изменены для решения конкретной (моей) задачи. Например, есть модель, описанная в работе Бычкова Ивана [11]. С учетом того, что FC-AE-1553 по стандарту поддерживает обмены только в 3 классе обслуживания, мне нужна модель обменов только в этом классе.

Модель для MIL-STD-1553 особенна тем, что ее нужно связать с моделью Fiber Channel (по времени). Там тоже появляются свои особенности, т.к. в используемой модели FC время дискретное.

2. По поводу пунктов 4 и 5 (а в последней на данный момент версии отчета 5 и 6).
Пункт 5.
При помощи формальных моделей (в которых были выведены зависимости времени передачи сообщения от его формата и набора слов) можно определить время для передачи любого сообщения по обоим стандартам. Далее сравнить.

Пункт 6.
Как решать этот пункт я еще не очень себе представляю :)


3. Ознакомиться можно, попросив меня или моего руководителя Ивана Бычкова. Мы можем (можем ведь?) выслать промежуточный срез - часть курсовой работы с уже решенными задачами.
Закрыто