基于DDS的航电仿真平台设计与实现

1

作者 刘黄彪 杨凡 +1 位作者 宋歌 张小贝 《电光与控制》 北大核心 2025年第7期61-66,共6页

为了解决民用航空电子系统设计中数字仿真阶段多模块之间异构通信的问题,提高多模块、跨系统之间的协同仿真效率,搭建了一款基于数据分发服务(DDS)的全数字化仿真平台。该平台包含控制台、配置器和数据监视器三个子模块,通过航空接口配... 为了解决民用航空电子系统设计中数字仿真阶段多模块之间异构通信的问题,提高多模块、跨系统之间的协同仿真效率,搭建了一款基于数据分发服务(DDS)的全数字化仿真平台。该平台包含控制台、配置器和数据监视器三个子模块,通过航空接口配置文件(ICD)实现仿真环境的自动配置和仿真框架的自动生成。针对多种常用的航空总线协议,设计了统一的消息层级,并基于DDS中间件为其定义通用的通信接口,以实现多协议数据交换功能,确保多仿真模块在跨平台异构系统之间的可靠通信。实验结果表明,在分布式仿真环境下,该平台的最大时延控制在1 ms以内,时延抖动小于200μs,数据传输率可达到800 Mibit/s,能够很好地满足航电仿真的数据传输性能需求。 展开更多

关键词 航空电子系统 数据分发服务 数字仿真平台 协议转换 数据传输

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基于UPPAAL的DIMA组合可调度分析方法

2

作者 刘晨 杨志斌 +1 位作者 胡乔乔 周勇 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2024年第12期3063-3072,共10页

为了满足不断复杂化的机载任务需求,分布式综合化航空电子系统(DIMA)中任务交互行为随之激增,使其任务调度系统的设计与分析难度进一步增加.针对这一问题,提出基于UPPAAL的DIMA组合可调度分析方法.首先,给出基于UPPAAL的DIMA建模方法,... 为了满足不断复杂化的机载任务需求,分布式综合化航空电子系统(DIMA)中任务交互行为随之激增,使其任务调度系统的设计与分析难度进一步增加.针对这一问题,提出基于UPPAAL的DIMA组合可调度分析方法.首先,给出基于UPPAAL的DIMA建模方法,包括分区调度、任务、分区间通信、FC网络延迟、多核处理器资源共享等行为建模;其次,给出基于契约的组合可调度分析方法;最后,基于工业界DIMA系统案例验证所提方法的有效性. 展开更多

关键词 分布式综合化航空电子系统 组合可调度分析 时间自动机 UPPAAL

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面向未来战争的先进航空电子系统架构

3

作者 刘娜英 赵永库 孙永强 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2024年第12期208-214,共7页

设计装备就是设计未来战争,新作战概念牵引未来装备的设计方向,推动形成新的设计理念。面向未来作战样式网络化、体系化、跨域协同化、敏捷化演进趋势,聚焦新形势下作战样式对于航空电子系统架构的设计要求,提出一种面向未来战争的先进... 设计装备就是设计未来战争,新作战概念牵引未来装备的设计方向,推动形成新的设计理念。面向未来作战样式网络化、体系化、跨域协同化、敏捷化演进趋势,聚焦新形势下作战样式对于航空电子系统架构的设计要求,提出一种面向未来战争的先进航空电子系统架构,分别从逻辑架构设计、物理架构设计、服务架构设计三方面展开论述,具有敏捷生成、快速移植、灵活部署、高效维护等特征,为体系化作战中对抗敏捷威胁提供设计参考。 展开更多

关键词 航空电子 系统架构 模块化 分布式 开放式 服务化

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一种分布式航天器综合电子系统设计 被引量：17

4

作者 刘伟伟 程博文 +1 位作者 汪路元 于敏芳 《航天器工程》 北大核心 2016年第6期86-93,共8页

以综合电子系统层次模型为基础,提出并实现了一种分布式航天器综合电子系统设计方案。该方案以标准通用硬件模块、ASIC芯片、分层总线体系结构和空间通信协议体系作为基本的技术支撑,采用分布式的协同和并行处理,既可以提升信息网络服... 以综合电子系统层次模型为基础,提出并实现了一种分布式航天器综合电子系统设计方案。该方案以标准通用硬件模块、ASIC芯片、分层总线体系结构和空间通信协议体系作为基本的技术支撑,采用分布式的协同和并行处理,既可以提升信息网络服务能力和信息计算处理能力,也可以实现硬件模块和资源的共享及任务迁移和系统重构。在航天器上的应用表明:此方案可有效提升综合电子系统的运行效率及任务处理能力,增强综合电子系统对故障的容忍和处理能力,也能够显著提高综合电子系统的研制效率和产品化程度,使综合电子系统为构建高可靠、智能化的航天器提供所需的技术保障。 展开更多

关键词 航天器综合电子系统 硬件模块 分布式管理 分布式存储 任务迁移 系统重构

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新型航空电子系统总线互连技术发展综述 被引量：29

5

作者 朱闻渊 尹家伟 蒋祺明 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第S1期398-402,共5页

航空电子系统体系架构通过总线实现数据传输和信息共享。为提高航电系统的可靠性、灵活性以及可扩展性,阐述航空电子系统体系架构的发展过程,讨论国内外现有的数据总线技术,比较基于光纤通道、全双工交换以太网,以及时间触发以太网(TTE)... 航空电子系统体系架构通过总线实现数据传输和信息共享。为提高航电系统的可靠性、灵活性以及可扩展性,阐述航空电子系统体系架构的发展过程,讨论国内外现有的数据总线技术,比较基于光纤通道、全双工交换以太网,以及时间触发以太网(TTE)3类总线技术,给出针对TTE总线技术的研究方案。分析结果表明,TTE总线技术具有高数据量、高实时性等特点,能适应分布式综合模块化航空电子架构的发展。 展开更多

关键词 航空电子数据总线 综合模块化航空电子系统 分布式综合模块化航空电子系统 时间触发以太网

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高可靠性航空电子设备热分析中的有限体积法 被引量：10

6

作者 付桂翠 王香芬 姜同敏 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期716-720,共5页

阐述了热对系统可靠性的影响,对比了数值法求解温度场分布的优缺点.针对航空电子设备热分析中同时要求满足高的分析精度和快的计算速度的问题,提出用有限体积法求解温度场分布的计算方法.根据典型航空电子设备的结构特点,建立了温度场... 阐述了热对系统可靠性的影响,对比了数值法求解温度场分布的优缺点.针对航空电子设备热分析中同时要求满足高的分析精度和快的计算速度的问题,提出用有限体积法求解温度场分布的计算方法.根据典型航空电子设备的结构特点,建立了温度场的数学模型,给出了边界条件.在此基础上,用有限体积法对待求解方程离散化,给出了离散化过程中网格划分及边界的处理方法.结合实例进行了温度场求解,计算结果与热测量结果进行了对比,得到了较高的分析精度,验证了方法的有效性.最后对计算误差进行了分析,并提出了进一步热设计的合理化建议. 展开更多

关键词 可靠性 航空电子设备 热分析 有限体积法 温度场

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AFDX的分布式仿真 被引量：14

7

作者 王锦 张奕楠 熊华钢 《电光与控制》 北大核心 2008年第8期76-80,90,共6页

航空电子全双工交换式以太网(AFDX,Avionics Full Duplex Switched Ethernet)技术基于IEEE802.3以太网和TCP/IP通用原理,对于商用货架(COTS)网络化技术如何应用于未来飞机数据网络给出了定义[1],已经成为了一种新的航空电子数据网络标... 航空电子全双工交换式以太网(AFDX,Avionics Full Duplex Switched Ethernet)技术基于IEEE802.3以太网和TCP/IP通用原理,对于商用货架(COTS)网络化技术如何应用于未来飞机数据网络给出了定义[1],已经成为了一种新的航空电子数据网络标准。由于AFDX协议以及航空总线布局的复杂性,采用网络仿真技术可以大大缩短网络建设周期,减小网络建设的投资风险。为了模拟AFDX的网络性能,尤其是其在数据通信方面的高可靠性和高实时性,根据AFDX协议及其传输和交换原理,建立了基于高级仿真体系结构(HLA)的AFDX分布式仿真体系,并对各子系统的构成以及仿真执行流程进行了研究。通过对仿真结果的分析,验证了仿真模型的正确性,并表明仿真设计满足系统性能要求。 展开更多

关键词 交换式以太网 分布式仿真 航空电子 飞机数据网络 航空总线

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面向任务的民机DIMA动态重构策略 被引量：4

8

作者 王鹏 刘嘉琛 +1 位作者 董磊 赵长啸 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2021年第6期1618-1627,共10页

为提高民机分布式综合模块化航空电子(distributed integrated modular avionics,DIMA)系统应对飞行任务切换和资源失效的能力,分析了DIMA动态重构环境及动态重构机制,形成了面向任务的动态重构策略。首先,提出“任务-功能-资源”间的... 为提高民机分布式综合模块化航空电子(distributed integrated modular avionics,DIMA)系统应对飞行任务切换和资源失效的能力,分析了DIMA动态重构环境及动态重构机制,形成了面向任务的动态重构策略。首先,提出“任务-功能-资源”间的关系矩阵及动态重构有效性评价体系。然后,引入组合优化赋权法计算不同任务模式下功能应用的优先级权重。最后,用实例分析对比了面向任务的动态重构策略与普通重构策略在不同任务模式下系统资源对系统功能完整性的支撑程度。研究结果表明,随着模块故障数量的增多,面向任务的动态重构策略可以显著提高动态重构的有效性。 展开更多

关键词 航空电子系统 分布式综合模块化航空电子 动态重构 组合赋权 有效性

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时间触发AFDX调度设计及实时性分析 被引量：6

9

作者 焦文喆 翟正军 王国庆 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第7期42-48,共7页

针对时间触发航空电子全双工交换式以太网(TTAFDX)的特点,设计基于帧长度优先原则的系统调度策略,解决时间触发虚拟链路的调度问题。搭建典型网络,采用网络演算方法对TTAFDX和使用静态优先级调度策略的AFDX进行实时性比较,结果表明,TTA... 针对时间触发航空电子全双工交换式以太网(TTAFDX)的特点,设计基于帧长度优先原则的系统调度策略,解决时间触发虚拟链路的调度问题。搭建典型网络,采用网络演算方法对TTAFDX和使用静态优先级调度策略的AFDX进行实时性比较,结果表明,TTAFDX中时间触发虚拟链路的延迟主要由固定延迟部分组成,而速率限制虚拟链路的实时性较AFDX中的低优先级虚拟链路也有所提高,证明TTAFDX调度策略在兼容AFDX的同时能够改善网络的时间确定性,适用于具有硬实时传输要求的航空电子系统。 展开更多

关键词 分布式综合模块化航空电子 航空电子全双工交换式以太网 时间触发 调度策略 实时性分析

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分布式多平台航空电子体系架构模块化设计方法 被引量：4

10

作者 张萌萌 詹志娟 +1 位作者 刘俊先 罗爱民 《指挥与控制学报》 CSCD 2023年第4期433-440,共8页

为应对分布式作战、马赛克战、全域作战等新型作战概念,降低多平台航空电子体系复杂性与不确定性,解决多平台航空电子体系架构设计与灵活构建问题,基于模块化系统开发方法,提出面向模块化的多平台航空电子体系架构设计方法,规范化体系... 为应对分布式作战、马赛克战、全域作战等新型作战概念,降低多平台航空电子体系复杂性与不确定性,解决多平台航空电子体系架构设计与灵活构建问题,基于模块化系统开发方法,提出面向模块化的多平台航空电子体系架构设计方法,规范化体系架构模块化表征,在此基础上提出面向模块化的多平台航空电子体系组织运用模式,为体系方案灵活生成与动态构建提供支撑. 展开更多

关键词 多平台航空电子系统 体系架构 模块化 分布式作战

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测试信息不完备条件下航空电子装备故障诊断 被引量：3

11

作者 杨召 肖明清 +1 位作者 胡斌 马彦涛 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2013年第A01期46-47,51,共3页

在复杂航空电子装备的故障诊断中,经常存在某项测试信息丢失或不确定的情况。针对该问题,建立了复杂航空电子装备的测试信息不完备故障诊断信息系统,利用最大分布约简集获得不完备测试信息的最优选择;针对最优选择的不唯一性,提出一种... 在复杂航空电子装备的故障诊断中,经常存在某项测试信息丢失或不确定的情况。针对该问题,建立了复杂航空电子装备的测试信息不完备故障诊断信息系统,利用最大分布约简集获得不完备测试信息的最优选择;针对最优选择的不唯一性,提出一种改进的不完备测试信息最优选取方法。以某型雷达系统的不完备测试信息系统的诊断规则提取为例,验证了该方法的有效性,表明使用该方法可提高在测试信息不完备条件下对复杂电子装备实施故障诊断的效率。 展开更多

关键词 复杂航空电子装备 故障诊断 不完备测试信息 最大分布约简集

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面向下一代运载火箭的综合电子系统集成技术 被引量：14

12

作者 孙海峰 刘俊阳 +1 位作者 程胜 宋征宇 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期334-344,共11页

介绍了面向下一代运载火箭分布式模块化电子系统(DIMA)的集成技术及系统架构。针对下一代运载火箭复杂电子系统的特点,按照系统集成的路线,对系统设计目标、系统功能需求分析、系统抽象机制、系统综合技术等多方面进行论述。首先,根据... 介绍了面向下一代运载火箭分布式模块化电子系统(DIMA)的集成技术及系统架构。针对下一代运载火箭复杂电子系统的特点,按照系统集成的路线,对系统设计目标、系统功能需求分析、系统抽象机制、系统综合技术等多方面进行论述。首先,根据电气系统功能获得系统需求,采用功能抽象和层次抽象定义系统抽象模型,提取出高内聚低耦合的原子功能模块,并对模块的属性、交换关系、时序约束关系等进行定义;然后采用可视化表征方法对系统进行深入分析,利用系统综合技术实现了从系统功能到硬件资源的映射,从而给出了集成控制单元和模块的种类;随后采用分时分区的设计理念对系统节点分区划分方案及容错架构进行了定义,并对分区操作系统的调度模型和交换式的数据交互网络进行了论述,最终给出了系统软硬件架构。 展开更多

关键词 下一代运载火箭 分布式综合模块化电子系统(DIMA) 系统集成技术 分时分区

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航空电子系统的光纤网络结构与技术 被引量：3

13

作者 张春熹 史洁琴 +1 位作者 段靖远 杨玉生 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1390-1394,共5页

针对先进航空电子系统对数据网络的高速和混合通信的需求,基于分布式控制、实时存取和故障容忍的设计思想,进行了分布式光纤网络的结构设计和协议选择.重点分析了光纤链路、介质访问控制协议、拓扑、容错技术和网络管理软件.分析结果表... 针对先进航空电子系统对数据网络的高速和混合通信的需求,基于分布式控制、实时存取和故障容忍的设计思想,进行了分布式光纤网络的结构设计和协议选择.重点分析了光纤链路、介质访问控制协议、拓扑、容错技术和网络管理软件.分析结果表明,基于1394 b总线的分布式容错光纤网络能提供确定和可靠的通信,同时该吉比特光纤链路满足误码率要求且功率余量达13 dB.因此它是具有高带宽、低延迟和易扩展优势的高综合网络结构. 展开更多

关键词 航空电子 数据通信系统 分布式光纤网络 IEEE 1394b 多级容错

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ARINC653多核多分区操作系统的任务调度 被引量：6

14

作者 黄润龙 沈谦 苟先太 《电讯技术》 北大核心 2020年第9期1108-1113,共6页

随着航空电子系统综合化、模块化的发展,单核处理器已难以满足综合模块化航空电子(Integrated Modular Avionics,IMA)高性能的计算要求,多核处理器逐步在航空电子系统中得到运用。ARINC653作为IMA架构的标准应用接口,如何在满足实时性... 随着航空电子系统综合化、模块化的发展,单核处理器已难以满足综合模块化航空电子(Integrated Modular Avionics,IMA)高性能的计算要求,多核处理器逐步在航空电子系统中得到运用。ARINC653作为IMA架构的标准应用接口,如何在满足实时性前提下充分利用多核处理器资源成为ARINC653任务调度的关键。针对航空电子系统任务调度的实时性要求,采用实时任务中的周期性任务模型,提出了一种满足实时性要求的实时多核静态轮转调度算法。该算法通过优化RL(Round Length)轮转参数、任务的权值分配和多核处理器分配策略,减少任务拆分次数,提高多核处理器利用率。仿真结果显示,该算法能够对分区操作系统的任务集合进行高效调度,明显提高多核处理器利用率。 展开更多

关键词 综合模块化航空电子 任务调度 ARINC653规范 分区调度 多核分配

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基于模型检验的分级调度系统参数生成方法 被引量：2

15

作者 韩朴杰 翟正军 +1 位作者 陆艳洪 李运喜 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1302-1309,共8页

针对综合模块化航空电子(IMA)分级调度系统中的分区参数优化问题,提出了一种基于模型检验的参数生成方法。该方法结合了传统符号模型检验和统计模型检验(SMC)技术,构建一个通用的时间自动机网络来描述分级调度系统的时间行为,在确保系... 针对综合模块化航空电子(IMA)分级调度系统中的分区参数优化问题,提出了一种基于模型检验的参数生成方法。该方法结合了传统符号模型检验和统计模型检验(SMC)技术,构建一个通用的时间自动机网络来描述分级调度系统的时间行为,在确保系统可调度性的前提下,采用分布式遗传算法搜索具有最优处理器利用率的参数。其中,系统的可调度性约束表述为符号模型检验中的安全性属性和统计模型检验中的假设检验2种形式。相比广泛应用的响应时间分析模型,该方法的形式化模型具有更强的表达能力,能更精确地描述复杂系统特征。而且统计模型检验的引入缓解了传统模型检验的“状态空间爆炸”问题。参数生成实验表明该方法能够定位参数空间中的全局最优解。 展开更多

关键词 综合模块化航电 分级调度 参数生成 时间自动机 统计模型检验 分布式遗传算法

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攻击直升飞机通信导航识别系统的分布式综合模块化航空电子设备综合技术研究 被引量：7

16

作者 徐黎 庞瑞帆 +1 位作者 张怡 关新平 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期756-761,共6页

介绍了以AH-64D阿帕奇为代表的攻击直升飞机通信导航识别(CNI)系统,分析了基于时间触发的分布式综合模块化航空电子设备(DIMA)的结构,构建了一种基于DIMA和公共对象请求代理体系结构(CORBA)逻辑软总线的CNI系统结构.结果表明,通过构建... 介绍了以AH-64D阿帕奇为代表的攻击直升飞机通信导航识别(CNI)系统,分析了基于时间触发的分布式综合模块化航空电子设备(DIMA)的结构,构建了一种基于DIMA和公共对象请求代理体系结构(CORBA)逻辑软总线的CNI系统结构.结果表明,通过构建分布式CNI系统结构和高容错的通信网络,可实现支持抵近射频前端的通信资源高度综合,适用于攻击直升飞机自然散热的装机环境,满足故障快速隔离的维护需求. 展开更多

关键词 攻击直升飞机 通信导航识别系统 分布式综合模块化航空电子设备 CORBA逻辑软总线

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一个分布式实时操作系统的设计与实现 被引量：1

17

作者 谷建华 杨志义 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 1992年第12期22-25,21,共5页

本文论述了一个面向航空电子综合化系统的分布式实时操作系统的设计与实现。介绍了该系统的总体结构、系统软件中的任务管理、信箱管理、中断管理、I/O管理和分布通信管理等功能。

关键词 分布式 实时 操作系统 设计

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基于AADL的分布式综合模块化航电系统架构建模与分析 被引量：6

18

作者 邢亮 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2020年第2期64-69,97,共7页

针对分布式综合模块化航空电子(DIMA)系统设计的早期验证问题,分析了架构分析与设计语言(AADL)和DIMA架构特征,以项目架构设计实例为输入,对DIMA系统进行了架构和模块间通信建模。在此基础上,对实例中的处理器资源利用率、分区/任务的... 针对分布式综合模块化航空电子(DIMA)系统设计的早期验证问题,分析了架构分析与设计语言(AADL)和DIMA架构特征,以项目架构设计实例为输入,对DIMA系统进行了架构和模块间通信建模。在此基础上,对实例中的处理器资源利用率、分区/任务的可调度性进行了分析,对模块间通信进行了模拟,验证了架构设计实例的可行性。 展开更多

关键词 分布式综合模块化航空电子 架构分析与设计语言 可调度性 架构设计

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网络分区中混合消息集传输模式的精确配置

19

作者 屠晓杰 何锋 +1 位作者 吴庆 熊华钢 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期523-528,共6页

针对分布式综合模块化航空电子网络分区方法,指出其对消息传输模式配置存在不确定性;通过形式化描述将问题转化为包括实时性约束、带宽约束、缓存约束的最优化问题;提出了基于遗传模拟退火的传输模式配置算法,以系统的消息端到端延迟均... 针对分布式综合模块化航空电子网络分区方法,指出其对消息传输模式配置存在不确定性;通过形式化描述将问题转化为包括实时性约束、带宽约束、缓存约束的最优化问题;提出了基于遗传模拟退火的传输模式配置算法,以系统的消息端到端延迟均衡为优化目标.通过给出两个具体算例对算法有效性进行了验证,同时比较了本算法与传统遗传算法的性能.对比结果表明,本算法能够解决传输模式的配置问题,尽管计算时间较传统遗传算法高出18.1%,但所得到的适应度值高出28.7%.本算法为网络分区在实际航电系统中的应用提供了参考. 展开更多

关键词 航空电子 分布式综合模块化航空电子系统 网络分区 遗传模拟退火算法

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时间触发以太网加速航电互联 被引量：1

20

作者 董进武 《电光与控制》 北大核心 2016年第2期74-78,共5页

时间触发以太网(TTE)是具有高精度分布式时钟同步机制、时间和事件触发功能以及数据高可靠性的网络。根据航空电子综合化互联发展需求,分别分析了TTE网络的可扩展性和实时性,给出了仿真TTE网络的方法,验证了时间触发以太网实时特性,仿... 时间触发以太网(TTE)是具有高精度分布式时钟同步机制、时间和事件触发功能以及数据高可靠性的网络。根据航空电子综合化互联发展需求,分别分析了TTE网络的可扩展性和实时性,给出了仿真TTE网络的方法,验证了时间触发以太网实时特性,仿真表明TTE适用于分布式航电互联网络。 展开更多

关键词 时间触发以太网 全双工交换式以太网 分布式综合模块架构

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