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TTP網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議與TTTech公司
TTP（Time-Triggered Protocol）總線由TTTech公司首先提出，并據(jù)此推出了基于TTP總線全開發(fā)流程的解決方案，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于歐美，成為替代目前軍用總線（如429總線）的優(yōu)選之一，同時歐美、日本的多家芯片廠商通過購買TTTech公司的IP核授權(quán)，也逐步實(shí)現(xiàn)了TTP總線的成熟商業(yè)化。
在過去的10年中，TTP自身已經(jīng)證明了其是適用于航空分布式控制系統(tǒng)的關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，從航空發(fā)動機(jī)控制、座艙系統(tǒng)以及電源管理到飛行控制等系統(tǒng)均能廣泛應(yīng)用。目前，TTP已被確定為Boeing B787、Airbus A380、Bombardier C系列、Embraer Legacy以及其它先進(jìn)飛機(jī)中航空電子系統(tǒng)的通信解決方案。
帶寬方面，TTP相比傳統(tǒng)的ARINC429至少增加了50倍，相比MIL-1553增加了5倍，是CAN總線通信帶寬的至少10倍。除此之外，TTP協(xié)議提高了通信數(shù)據(jù)的時間確定性，且采用分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，一定程度上簡化了先進(jìn)集成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，從而降低了時間確定和安全關(guān)鍵系統(tǒng)及其軟件的全壽命周期成本。TTP（SAE AS6003）是當(dāng)前所有基于時間觸發(fā)的確定性網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)中首個被SAE標(biāo)準(zhǔn)化的通信協(xié)議。目前正在進(jìn)行基于MIL-1553（AS6003/1）物理層和基于RS485（AS6003/2）物理層的TTP協(xié)議實(shí)現(xiàn)的研究，這將有效提高惡劣環(huán)境復(fù)雜分布式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的效率。成立于1998年的TTTech公司一直致力于時間觸發(fā)系統(tǒng)（Time-Triggered system）研究及TTP（Time-Triggered Protocol）和TTE(Time-Triggered Ethernet)應(yīng)用技術(shù)的推廣，為安全關(guān)鍵系統(tǒng)（Safety Critical Systems，即系統(tǒng)功能一旦失效將引起生命財(cái)產(chǎn)的重大損失、環(huán)境可能遭到嚴(yán)重破壞的系統(tǒng)）提供基于TTP/TTE高速實(shí)時容錯通信技術(shù)的成熟解決方案。TTTech公司所提供的一系列高效、安全、功能強(qiáng)大的軟硬件開發(fā)工具，目前已被廣泛應(yīng)用于汽車及航空航天領(lǐng)域內(nèi)的安全關(guān)鍵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，仿真，快速原型驗(yàn)證和實(shí)現(xiàn)階段。
1、TTP總線解決方案
TTP（Time-Triggered Protocol，時間觸發(fā)協(xié)議），即SAE AS6003標(biāo)準(zhǔn)總線，是發(fā)展于航空/航天領(lǐng)域內(nèi)的高速（單通道可達(dá)25Mbit/s），具有雙冗余故障容錯能力的高性能實(shí)時通信總線，目前已廣泛應(yīng)用于航空/航天、汽車等諸多安全關(guān)鍵領(lǐng)域。TTTech公司推出的TTP總線系統(tǒng)開發(fā)工具，可以方便地完成通信協(xié)議的設(shè)計(jì)、快速原型開發(fā)、實(shí)時仿真以及提供完善的測試測量環(huán)境。
• TTPTools——TTP軟件開發(fā)工具
基于TTP總線的容錯實(shí)時通信系統(tǒng)的專用嵌入式開發(fā)工具組件，覆蓋從系統(tǒng)級功能設(shè)計(jì)到通信應(yīng)用程序的自動代碼生成的產(chǎn)品開發(fā)全流程，并可與MATLAB /Simulink或SCADElink無縫集成，極大的縮短開發(fā)周期，減少開發(fā)成本。包括：TTP-Matlink、 TTP-Plan、TTP-Build、TTP-Load、TTP-View、TTP-OS、TTP-Verify等。其主要功能包括：
♦ 通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；
♦ 自動生成通信層； ♦ 配置時間觸發(fā)系統(tǒng)； ♦ 將系統(tǒng)配置下載到目標(biāo)硬件； ♦ 分布式系統(tǒng)通信測試。 
• TTPDevelopment Cluster——TTP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)快速原型
TTP開發(fā)組件系統(tǒng)，包括完整的TTP開發(fā)流程工具和快速原型驗(yàn)證硬件平臺。快速原型驗(yàn)證硬件平臺可組成4個雙通道節(jié)點(diǎn)互聯(lián)的TTP通信系統(tǒng)，另帶1個TTP-Monitoring Node用于TTP總線開發(fā)過程中的總線狀態(tài)監(jiān)測；開發(fā)流程工具可覆蓋通信節(jié)點(diǎn)軟件開發(fā)完整過程。 
2、TTE實(shí)時以太網(wǎng)解決方案
TTE即TTEthernet（Time-Triggered Ethernet，TTEthernet），是TTTech公司針對航空/航天領(lǐng)域安全關(guān)鍵系統(tǒng)特殊應(yīng)用而研發(fā)的一種新型高性能實(shí)時以太網(wǎng)，通信速率可達(dá)1Gbit/s。物理層完全兼容標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)IEEE802.3，且同時符合ARINC664 p7（AFDX）和SAE AS6802標(biāo)準(zhǔn)，具有基于時間觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)特有的高實(shí)時性及雙通道冗余的高故障容錯能力，在航空航天、汽車等領(lǐng)域均具有廣闊的應(yīng)用前景。TTTech公司推出了完整的TTE開發(fā)工具，并以其在基于時間觸發(fā)通信領(lǐng)域豐富的工程經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)積累為客戶提供最全面的技術(shù)支持。
• TTE Evaluation System——TTE網(wǎng)絡(luò)快速原型系統(tǒng)
TTE網(wǎng)絡(luò)快速原型系統(tǒng)，包括完整的TTE網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)驗(yàn)證所需軟硬件工具，系統(tǒng)硬件通過DO-254 Level A驗(yàn)證，軟件通過DO-178B Level A驗(yàn)證。主要特點(diǎn)如下： ♦ 網(wǎng)絡(luò)通信速率可選100Mbit/s或1Gbit/s兩種； ♦ 通信介質(zhì)可選光纖或銅纜兩種； ♦ 可選支持Linux、VxWorks（653）操作系統(tǒng)； ♦ 系統(tǒng)組成：2個交換機(jī)（12端口），4個終端系統(tǒng)（可根據(jù)實(shí)際需要增加），雙通道； ♦ 完整的TTE開發(fā)工具鏈：TTE-Plan、TTE-Build、TTE-Load、TTE-View； ♦ 可選通信記錄和分析工具：TTE Monitoring system； ♦ 提供Demo。
• TTEthernet 交換機(jī)
♦ 12×1Gbit/s以太網(wǎng)光（或銅纜）端口； ♦ 24Gbit/s全雙工總帶寬； ♦ 支持時間調(diào)度表和優(yōu)先級兩種通信方式； ♦ 符合TTEthernet時鐘同步協(xié)議； ♦ 支持多達(dá)16個時鐘同步主節(jié)點(diǎn)，并區(qū)分優(yōu)先級； ♦ 支持多跳轉(zhuǎn)發(fā)； ♦ 時間抖動低于1us； ♦ 支持8個子調(diào)度表，4096個VL。
• TTEPCIe Card——TTE PCIe終端系統(tǒng)
♦ 符合TTE協(xié)議的PCIe接口終端系統(tǒng)； ♦ 支持最多3個1Gbit/s TTE通道； ♦ Altera Stratix IV (EP4SGX系列)； ♦ 256M Flash，16M RAM； ♦ 支持DMA、JTAG。
• TTETools——TTE網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開發(fā)工具鏈
TTE網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開發(fā)工具鏈支持TTE網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的無縫設(shè)計(jì)、配置、數(shù)據(jù)下載及TTE交換機(jī)及終端的通信功能驗(yàn)證。所有開發(fā)工具基于一個XML數(shù)據(jù)庫交換數(shù)據(jù)，支持對交換機(jī)和通信終端的通信協(xié)議數(shù)據(jù)庫的開發(fā)及配置，減小開發(fā)難度。包括：TTE-Plan、TTE-Build、TTE-Load、TTE-View、TTE-Verify等。其主要功能包括：
♦ TTE-Plan：交換機(jī)及通信終端配置；
♦ TTE-Build：通信配置及配置文件生成；
♦ TTE-Load：交換機(jī)配置文件下載； ♦ TTE-View：通信系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)測； ♦ TTE-Verify：通信系統(tǒng)功能分析驗(yàn)證。
應(yīng)用&案例
1、TTP總線解決方案
• Hamilton Sundstrand在Boeing 787的動力系統(tǒng)和環(huán)控系統(tǒng)中均采用了TTTech公司的TTP總線解決方案。該項(xiàng)目中一共實(shí)施了包含11條TTP網(wǎng)絡(luò)，70個TTP節(jié)點(diǎn)。 • Nord-Micro將TTP作為空客A380的艙壓控制系統(tǒng)實(shí)時通信總線。該系統(tǒng)由4個TTP節(jié)點(diǎn)，構(gòu)成雙通道冗余網(wǎng)絡(luò)，由TTTech提供的嵌入式軟件（如TTP-OS何FT-COM）和硬件（TTP通信控制器）在系統(tǒng)中通過了DO254和DO178B適航認(rèn)證。 
• Honeywell從2000年開始在其MAC平臺中采用TTTech提供的TTP通信解決方案。該MAC平臺進(jìn)而應(yīng)用在2004年首飛的Aermacchi M-346教練機(jī)上以及2006年首飛的Lockheed Martin F-16上。
• 電子聯(lián)鎖系統(tǒng)是鐵路信號控制的重要組成部分，主要用于控制車站信號設(shè)備之間嚴(yán)密的邏輯制約關(guān)系，從而保證行車的絕對安全。Alcatel在其電子聯(lián)鎖系統(tǒng)中采用TTTech的TTP總線通信技術(shù)的主要理由在于TTP的通信時間確定性和高容錯性能，整個系統(tǒng)符合IEC61508 SIL4安全標(biāo)準(zhǔn)。
2、TTE實(shí)時以太網(wǎng)解決方案
• 早在2008年7月，Honeywell先進(jìn)技術(shù)平臺系統(tǒng)在其新一代全權(quán)限數(shù)字發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)中首次使用了TTTech公司1Gbps和10Mbit/s的實(shí)時以太網(wǎng)技術(shù)。其中兩個發(fā)動機(jī)之間海量數(shù)據(jù)交換采用高速實(shí)時容錯1Gbps TTE網(wǎng)絡(luò)，而發(fā)動機(jī)本地開關(guān)量等執(zhí)行器控制信息采用10Mbps TTE網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。  • 2009年4月，TTTech公司與美國航天局（NASA）簽署協(xié)議，為太空應(yīng)用建設(shè)高容錯高速可裁剪新一代網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)，該服務(wù)基于IEEE802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)。隨后美國航天局已經(jīng)將TTEthernet的一些技術(shù)用在了獵戶座載人探索飛行器上(Orion Crew Exploration Vehicle)。 • 2010年7月，TTTech公司已經(jīng)向美國聯(lián)合技術(shù)公司（United Technologies Corp）旗下的子公司美國西科斯基飛機(jī)公司（Sikorsky Aircraft Corporation）交付了一套基于TTE網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的分布式IMA（集成模塊化航空電子設(shè)備）試驗(yàn)平臺。 (中國集群通信網(wǎng) | 責(zé)任編輯：陳曉亮) |
