Distributed real-time avionics networks have been subjected to a great evolution in terms of functionality and complexity. A direct consequence of this evolution is a continual growth of data exchange. AFDX standardised as ARINC 664 is chosen as the backbone network for those distributed real-time avionics networks as it offers high throughput and does not require global clock synchronisation. For certification reasons and engineering research, a deterministic upper bound of the end-to-end transmission delay for packets of each flow should be guaranteed. The Forward Approach (FA) is proposed for the computation of the worst-case end-to-end transmission delay. This approach iteratively estimates the maximum backlog (amount of the pending packets) in each visited switch along the transmission path, and the worst-case end-to-end transmission delay can be computed. Although it is pessimistic (overestimated), the Forward Approach can provide a tighter upper bound of the end-to-end transmission delay while considering the serialisation effect. Recently, our research finds the computation of the serialisation effect might induce an optimistic (underestimated) upper bound. In this paper, we analyse the pessimism in the Forward Approach and the optimism induced by the computation of the serialisation effect, and then we provide a new computation of the serialisation effect. We compare this new computation with the original one, the experiments show that the new computation reduces the optimism and the upper bound of the end-to-end transmission delay can be computed more accurately.

中文翻译：

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分布式实时航空电子网络上边界端到端传输延迟的前向方法分析

分布式实时航空电子网络在功能和复杂性方面经历了巨大的发展。这种演变的直接后果是数据交换的持续增长。AFDX 标准化为 ARINC 664 被选为那些分布式实时航空电子网络的骨干网络，因为它提供高吞吐量并且不需要全局时钟同步。出于认证原因和工程研究，应保证每个流的数据包的端到端传输延迟的确定性上限。提出了前向方法（FA）用于计算最坏情况的端到端传输延迟。这种方法迭代地估计沿传输路径的每个访问交换机中的最大积压（未决数据包的数量），并且可以计算最坏情况的端到端传输延迟。虽然比较悲观（高估），但 Forward Approach 在考虑串行化效果的同时，可以提供更严格的端到端传输延迟上限。最近，我们的研究发现序列化效应的计算可能会导致一个乐观（低估）的上限。在本文中，我们分析了前向方法中的悲观主义和由序列化效果计算引起的乐观主义，然后我们提供了一种新的序列化效果计算。我们将这种新计算与原始计算进行比较，实验表明新计算降低了乐观度，并且可以更准确地计算端到端传输延迟的上限。Forward Approach可以在考虑序列化效果的同时提供更严格的端到端传输延迟上限。最近，我们的研究发现序列化效应的计算可能会导致一个乐观（低估）的上限。在本文中，我们分析了前向方法中的悲观主义和由序列化效应计算引起的乐观主义，然后我们提供了一种新的序列化效应计算。我们将这种新计算与原始计算进行了比较，实验表明新计算降低了乐观度，并且可以更准确地计算端到端传输延迟的上限。Forward Approach可以在考虑序列化效果的同时提供更严格的端到端传输延迟上限。最近，我们的研究发现序列化效应的计算可能会导致一个乐观（低估）的上限。在本文中，我们分析了前向方法中的悲观主义和由序列化效果计算引起的乐观主义，然后我们提供了一种新的序列化效果计算。我们将这种新计算与原始计算进行比较，实验表明新计算降低了乐观度，并且可以更准确地计算端到端传输延迟的上限。我们的研究发现，序列化效应的计算可能会导致一个乐观（低估）的上限。在本文中，我们分析了前向方法中的悲观主义和由序列化效果计算引起的乐观主义，然后我们提供了一种新的序列化效果计算。我们将这种新计算与原始计算进行比较，实验表明新计算降低了乐观度，并且可以更准确地计算端到端传输延迟的上限。我们的研究发现，序列化效应的计算可能会导致一个乐观（低估）的上限。在本文中，我们分析了前向方法中的悲观主义和由序列化效果计算引起的乐观主义，然后我们提供了一种新的序列化效果计算。我们将这种新计算与原始计算进行比较，实验表明新计算降低了乐观度，并且可以更准确地计算端到端传输延迟的上限。