摘要：在電子綜合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中利用計(jì)算機(jī)仿真的手段模擬多路數(shù)據(jù)總線的通信過(guò)程,完成總線通信系統(tǒng)傳輸方案的優(yōu)化和總線通信系統(tǒng)性能的評(píng)價(jià)分析,對(duì)提高系統(tǒng)的設(shè)計(jì)效率有著重要的意義。討論了總線通信系統(tǒng)優(yōu)化和仿真的算法模型,并以此算法開發(fā)了多路數(shù)據(jù)總線仿真軟件。
關(guān)鍵詞：多路數(shù)據(jù)總線 計(jì)算機(jī)仿真 電子綜合系統(tǒng)
總線通信系統(tǒng)的性能可根據(jù)總線負(fù)載和延遲時(shí)間率來(lái)評(píng)價(jià)。總線負(fù)載是傳輸信息（數(shù)據(jù)字和控制字）所需時(shí)間與通信系統(tǒng)總的激活時(shí)間的比值,它反映了系統(tǒng)可擴(kuò)充的余量;延遲時(shí)間率是傳輸消息的實(shí)際延遲時(shí)間與最大允許的延遲時(shí)間的比值,反映了系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?多路數(shù)據(jù)總線仿真軟件對(duì)要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)消息塊進(jìn)行合理組織以減小以上兩個(gè)指標(biāo),該功能通過(guò)優(yōu)化過(guò)程來(lái)完成,仿真結(jié)果可用仿真報(bào)告形式輸出,也可用圖形方式顯示。借助于各種仿真結(jié)果數(shù)據(jù),系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可對(duì)總線通信網(wǎng)絡(luò)的性能作出客觀評(píng)價(jià),指導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和ＩＣＤ數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的調(diào)整,以生成最優(yōu)效率的通信系統(tǒng)。
本文作者開發(fā)的多路數(shù)據(jù)總線仿真軟件具有ＷＩＮＤＯＷＳ風(fēng)格的人機(jī)界面,而且操作方便,實(shí)現(xiàn)功能全面,該軟件已經(jīng)成功地用于某型號(hào)航空電子綜合化系統(tǒng)工程的輔助設(shè)計(jì)中,效果良好。
１ 數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)化
與仿真相關(guān)的原始數(shù)據(jù)文件有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)定義文件、消息塊清單文件、意外活動(dòng)文件、通信協(xié)議定時(shí)參數(shù)文件等四種數(shù)據(jù)文件的輸入。
·系統(tǒng)結(jié)構(gòu)定義文件唯一確定了系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),每一條記錄對(duì)應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)終端。
·消息塊清單文件給出系統(tǒng)將要在總線上傳輸?shù)乃邢?每一個(gè)記錄描述了一個(gè)消息的內(nèi)容。記錄的域值有：消息類型、消息編號(hào)、消息的源、消息的目的、最大允許延遲時(shí)間和消息的傳輸機(jī)制。
·意外活動(dòng)文件定義那些需占用總線通信時(shí)間（如通信指令,其通信指令不出現(xiàn)在總線表中）的活動(dòng)。
·通信協(xié)議定時(shí)參數(shù)文件定義了指令字、狀態(tài)字、數(shù)據(jù)字的傳輸時(shí)間,終端響應(yīng)時(shí)間和消息傳輸間隔等。
在進(jìn)行通信傳輸方案優(yōu)化前先進(jìn)行預(yù)處理以形成完備的消息塊清單文件。預(yù)處理過(guò)程分兩步：排序處理和機(jī)制插入處理。排序處理是為了整理從ＩＣＤ文件中提取的消息塊清單文件,排序原則是：按消息塊最大允許延遲時(shí)間（ＭＤＴ）由小到大進(jìn)行排序;具有相同最大允許延遲時(shí)間的消息塊以消息量大小由大到小排序。
通信機(jī)制的插入處理是依據(jù)改進(jìn)的靜態(tài)總線控制協(xié)議檢測(cè)更新消息傳輸?shù)臋C(jī)理,通過(guò)發(fā)送矢量字方式指令檢測(cè)消息的數(shù)據(jù)是否更新。機(jī)制插入處理即完成將矢量字插入到需檢測(cè)的消息塊之前的操作。
在電子綜合系統(tǒng)中,不同類型的數(shù)據(jù)傳輸有不同的最大允許延遲時(shí)間。最大的最大允許延遲時(shí)間定義為大周期,記為ＭＡＸ（ＭＤＴ）,而把最小的最大允許延遲定義為小周期,記為ＭＩＮ（ＭＤＴ）,那么大周期中含有的小周期的個(gè)數(shù)為：
ＭＡＸ（ＭＤＴ）／ＭＩＮ（ＭＤＴ）＝２ｎ（１）
其中ｎ為整數(shù),通常不大于６。
因此,對(duì)于某一最大允許延遲時(shí)間的消息,在一個(gè)大周期（含２ｎ個(gè)小周期）之內(nèi),應(yīng)安排傳輸２ｉ次,其中第一次安排傳輸,可以排在大周期的前２ｎ－ｉ個(gè)小周期的任一個(gè)之內(nèi),這個(gè)小周期的序號(hào)稱為安排消息的相位,用ＰＨ來(lái)表示,那么隨后幾次則必須安排在第（ＰＨ＋Ｋ·２ｎ－ｉ）個(gè)小周期內(nèi),這Ｋ＝１,２…………,但應(yīng)保證前式的值小于等于２ｎ。將系統(tǒng)中各類消息安排傳輸必須遵循的原則列于表１中。
表1 消息傳輸安排情況
| 某消息最大允許延遲時(shí)間與小周期的比率 | 大周期中可能傳輸該消息的次數(shù) | 該消息幾個(gè)小周期安排傳輸一次（小周期個(gè)數(shù)） |
| 1 | 2 n | 1 |
| 2 | 2 n-1 | 2 1 |
| 2 2 | 2 n-2 | 2 2 |
| …… | …… | …… |
| 2 i （0≤i≤n） | 2 n-i | 2 i |
| …… | …… | …… |
| 2 n | 1 | 2 n |
