動(dòng)態(tài)調度算法(DSA)

動(dòng)態(tài)調度算法(DSA)包括2 個(gè)方面：動(dòng)態(tài)調度協(xié)議(DSP)和利用非實(shí)時(shí)間隔重發(fā)控制數據。

圖1 是該算法的帶寬分配模型，即把帶寬分成N 個(gè)與T1相等的最小間隙，訪(fǎng)問(wèn)每個(gè)間隙的概率為P，每個(gè)間隙又分成實(shí)時(shí)間隔和非實(shí)時(shí)間隔，用實(shí)時(shí)間隔發(fā)送控制數據，用非實(shí)時(shí)間隔發(fā)送非實(shí)時(shí)數據，事件數據可以在任何間隔內發(fā)送。

2.1 DSP 協(xié)議
該協(xié)議動(dòng)態(tài)地選擇間隙傳輸請求或重傳失敗請求，這里提出2 個(gè)不同的間隙選擇機制。
(1)均衡間隙選擇。實(shí)時(shí)數據和非實(shí)時(shí)數據以概率P 試圖在N 個(gè)間隙的開(kāi)始進(jìn)行傳輸，數據在每個(gè)間隙傳輸的概率P=1/N，如果傳輸成功，數據就按照這種結構請求明確的間隙進(jìn)行傳輸，當沖突發(fā)生時(shí)，數據利用上面定義的概率選擇空閑間隙繼續傳輸。
(2)加權間隙選擇。構造以下概率組：{β,2β,,Nβ}，其中，β=1/(1+2++N)。加權間隙選擇機制的目的是為請求數據提供一個(gè)盡快傳輸請求的機會(huì )，它利用比均衡間隙選擇機制更高的傳輸概率(可能導致大量沖突)。

2.2 非實(shí)時(shí)間隔重發(fā)控制數據
BA 算法假設網(wǎng)絡(luò )通信是穩定的，但在本文中，考慮通信負載嚴重時(shí)的重傳機制，在實(shí)際制造業(yè)自動(dòng)控制和進(jìn)程控制系統中，事件數據與控制數據相比出現的并不頻繁，且由于事件數據擁有最高優(yōu)先權，其傳輸不受控制數據和非實(shí)時(shí)數據傳輸的影響，因此重點(diǎn)考慮控制數據的重發(fā)。如果一個(gè)新的控制數據到達，則需要在實(shí)時(shí)間隔內立即發(fā)送傳輸請求。如果請求失敗，當然它可以在下一個(gè)周期進(jìn)行傳輸，但是這樣的重傳由于信息的傳輸延遲和發(fā)送延遲，最終導致實(shí)時(shí)信息的延遲，從而降低網(wǎng)絡(luò )利用率。為減少實(shí)時(shí)控制數據的延遲，同時(shí)又不降低網(wǎng)絡(luò )利用率，利用非實(shí)時(shí)間隔重發(fā)控制數據而無(wú)須分配另外的網(wǎng)絡(luò )資源。表1 是本文中將用到的一些符號及其意義，同時(shí)系統參數是引用文獻[5]中的，目的是與BA 做一個(gè)直觀(guān)比較。
表1 符號及意義

假設事件數據和非實(shí)時(shí)信息的到達過(guò)程是按泊松分布，控制數據的隊列容量限制為一個(gè)，因為必須傳輸最近產(chǎn)生的傳感器和控制域數據。為保證CAN 總線(xiàn)中系統通信穩定，數據到達速率必須限制在一定的范圍并且不能超過(guò)網(wǎng)絡(luò )容量?？紤]事件數據在一個(gè)相當長(cháng)的t 時(shí)間間隔在節點(diǎn)i 的平均數，為使隊列系統穩定，服務(wù)所有數據所需的平均時(shí)間必須小于