论文摘要
随着嵌入式技术的飞速发展,嵌入式系统得到了广泛的应用。尤其是在实时监控领域中,往往把嵌入式系统与计算机网络结合组成实时测控网络。在这种测控网络中,数据通信的实时性是最重要的问题。嵌入式设备自身资源有限使得其不能像普通PC机那样完全依靠提高自身的性能来提高实时性,传统的网络技术把大量的精力花在保证数据传送的可靠性上,降低了数据传递的实时性,因此也不能一成不变的应用到嵌入式测控系统中。如何在现有的技术上进行改进,使其适合于嵌入式测控系统的应用成为了现在研究的热点问题。本文的主要内容包括以下几个方面:首先,提出了在嵌入式系统中使用多处理器结构。在集成电路技术飞速发展的今天,处理器的性能已经发展到一个相对比较高的高度,单纯依靠提高处理器的性能来提高系统的实时性已经不足够,所以本文提出了一种新的架构,在系统中使用多处理器来共同协作完成任务,当数据到达时,由数据包分发处理器分发给处理数据包处理器,多个处理数据包处理器是对称的均可平等的处理数据,以达到提高系统的实时性的目的。其次,提出了一种TCP拥塞控制算法的改进方案。传统的TCP拥塞控制把大量的精力花在了保证数据传送的可靠性以及数据流量控制等细节上,降低了实时性,并不适合在嵌入式系统中使用。本文在分析现有TCP拥塞控制算法的基础上,提出了一种TCP拥塞控制算法的改进方案。在该改进方案中,首先把数据包赋予不同的优先级,其优先级共有三级,是根据数据包的重要程度、数据包的长度和数据包的等待时间这三个参数来确定的。确定好优先级的数据包排队等待处理,并对其队长设定三个阈值,当达到第一个阈值时表明开始发生拥塞,开始丢弃低优先级的数据包,若丢包速度小于数据到达的速度则队长继续增加,当达到第二个阈值时,开始丢弃中优先级的数据包,同理当队长继续增加到第三个阈值时,开始丢弃高优先级的数据包。仿真实验表明本改进算法的实时性大大高于传统的拥塞控制算法并且会保证高优先级的数据包优先处理。最后,提出了一种嵌入式系统中数据流连接查询的优化算法。在嵌入式系统中采集数据是以数据流的形式返回的。对数据流的及时查询分析是提高整个系统实时性的重要方法。本文提出了一种基于二维表的共享滑动窗口的数据流连接查询优化算法,根据查询的重要程度和查询的提交时间制成一张二维表,表中记录了每个查询的权值,每次查询都选择表中权值最大的执行经过实验证明该优化算法既保证了重要查询的优先响应又考虑了提交时间较长的查询的响应。