| 第一章 绪论 | 第1-27页 |
| ·研究的背景和意义 | 第15-16页 |
| ·计算机控制系统的特点 | 第16-17页 |
| ·现场总线技术的发展现状和趋势 | 第17-20页 |
| ·现场总线的发展现状 | 第18-19页 |
| ·现场总线的局限性和发展趋势 | 第19-20页 |
| ·以太网进入现场总线技术领域 | 第20-22页 |
| ·以太网技术的优势 | 第21-22页 |
| ·需要解决的问题 | 第22页 |
| ·研究现状 | 第22-25页 |
| ·设备的改进与研制 | 第22-23页 |
| ·应用模型及研究进展 | 第23-25页 |
| ·本文主要工作 | 第25-26页 |
| ·本文章节安排 | 第26-27页 |
| 第二章 分布式实时系统 | 第27-54页 |
| ·引言 | 第27页 |
| ·分布式实时系统 | 第27-34页 |
| ·概述 | 第27-29页 |
| ·一个简单的分布式实时系统 | 第29页 |
| ·分布式实时系统的特点 | 第29-30页 |
| ·分布式实时系统的体系结构 | 第30-32页 |
| ·分布式实时系统面临的问题和挑战 | 第32-34页 |
| ·分布式实时系统的时间限制 | 第34-37页 |
| ·实时任务 | 第34-35页 |
| ·分布式实时系统任务触发方式 | 第35-36页 |
| ·分布式实时系统端到端的时间限制 | 第36-37页 |
| ·实时通信 | 第37-43页 |
| ·分布式实时系统中的通信架构 | 第38-39页 |
| ·局域网中的硬实时通信 | 第39-43页 |
| ·实时通信协议的实现方式 | 第39-40页 |
| ·IEEE 802.5令牌环协议 | 第40-41页 |
| ·定时令牌环协议 | 第41-43页 |
| ·实时调度 | 第43-45页 |
| ·实时调度分类 | 第43-44页 |
| ·实时任务调度算法研究状况 | 第44-45页 |
| ·实时容错 | 第45-47页 |
| ·冗余技术分类 | 第46-47页 |
| ·实时局域网容错技术 | 第47页 |
| ·分布式实时操作系统 | 第47-53页 |
| ·分布式实时操作系统架构 | 第48-49页 |
| ·实时操作系统内核 | 第49-51页 |
| ·实时内核的主要功能要求 | 第49-50页 |
| ·微内核结构 | 第50-51页 |
| ·典型的实时操作系统 | 第51-53页 |
| ·QNX | 第52页 |
| ·VxWorks | 第52页 |
| ·CRTOSⅡ | 第52-53页 |
| ·本章小结 | 第53-54页 |
| 第三章 现场总线与以太网 | 第54-76页 |
| ·引言 | 第54页 |
| ·现场总线控制系统与现场总线 | 第54-57页 |
| ·现场总线控制系统的要求 | 第55-56页 |
| ·现场总线的特点 | 第56-57页 |
| ·典型现场总线的实时性和可靠性分析 | 第57-65页 |
| ·CAN总线 | 第58-59页 |
| ·CAN总线实时性分析 | 第59页 |
| ·CAN总线可靠性分析 | 第59页 |
| ·Profibus | 第59-62页 |
| ·Profibus实时性分析 | 第60-61页 |
| ·Profibus可靠性分析 | 第61-62页 |
| ·基金会现场总线 | 第62-63页 |
| ·FF实时性分析 | 第63页 |
| ·FF可靠性分析 | 第63页 |
| ·主要现场总线比较与分析 | 第63-65页 |
| ·以太网作为现场总线 | 第65-68页 |
| ·现场级以太网需要解决的关键技术 | 第65-67页 |
| ·通信实时性 | 第65-66页 |
| ·网络可靠性 | 第66页 |
| ·现场环境的适应性 | 第66-67页 |
| ·现场级以太网的衡量指标 | 第67-68页 |
| ·交换式以太网作为现场总线 | 第68-71页 |
| ·交换式以太网的解决措施 | 第68-70页 |
| ·交换式以太网在实际应用中的不足 | 第70-71页 |
| ·改善以太网实时性的其它方法 | 第71-75页 |
| ·冲突避免的方法 | 第71-72页 |
| ·冲突解决的方法 | 第72-74页 |
| ·用作现场总线存在的问题 | 第74-75页 |
| ·本章小结 | 第75-76页 |
| 第四章 现场级以太网的体系结构及其机制研究 | 第76-98页 |
| ·引言 | 第76页 |
| ·以太网作为现场控制网络的系统结构 | 第76-80页 |
| ·传统FCS的系统结构 | 第76-77页 |
| ·以太网作为现场总线的FCS系统结构 | 第77-80页 |
| ·以太网的实时性解决方案 | 第78-79页 |
| ·基于实时以太网的FCS系统结构 | 第79-80页 |
| ·现场级以太网的协议架构 | 第80-84页 |
| ·网络体系结构分析 | 第80-81页 |
| ·OSI参考模型与现场总线通信模型 | 第81-83页 |
| ·现场级以太网的通用协议架构 | 第83-84页 |
| ·现场级以太网的实时通信机制 | 第84-88页 |
| ·实时控制层协议描述 | 第84-87页 |
| ·管理及可靠性支持 | 第87-88页 |
| ·现场级以太网的应用层功能描述 | 第88-89页 |
| ·现场级以太网的用户层功能描述 | 第89-91页 |
| ·现场级以太网的管理功能描述 | 第91-92页 |
| ·网络管理 | 第91页 |
| ·系统管理 | 第91-92页 |
| ·传统现场设备与以太网的适配技术 | 第92-97页 |
| ·适配器的结构设计 | 第93-94页 |
| ·适配器信号转换处理 | 第94-96页 |
| ·适配器缓冲区管理 | 第94-95页 |
| ·串口帧定界检测 | 第95页 |
| ·主要处理函数 | 第95-96页 |
| ·适配器的测试 | 第96-97页 |
| ·本章小结 | 第97-98页 |
| 第五章 现场控制网络的可靠性保障技术研究 | 第98-120页 |
| ·引言 | 第98页 |
| ·现场控制网络可靠性分析 | 第98-105页 |
| ·可靠性的基本概念 | 第98-99页 |
| ·三种现场控制网络的可靠性分析 | 第99-105页 |
| ·单网卡网络系统的可靠性分析 | 第100-101页 |
| ·双网卡网络系统的可靠性分析 | 第101-102页 |
| ·双网络系统的可靠性分析 | 第102-103页 |
| ·三种现场控制网络系统的可靠性比较 | 第103-105页 |
| ·高可靠现场控制网络的设计要求 | 第105-106页 |
| ·高可靠现场控制网络的设计目标 | 第105页 |
| ·高可靠现场控制网络的设计原则 | 第105-106页 |
| ·高可靠现场控制网络的系统模型 | 第106-108页 |
| ·高可靠现场控制网络的系统结构 | 第106-107页 |
| ·高可靠现场控制网络的工作方式 | 第107页 |
| ·高可靠现场控制网络的软件结构 | 第107-108页 |
| ·现场级以太网的可靠性保障技术 | 第108-115页 |
| ·网络结构和工作机制 | 第108-109页 |
| ·多级故障检测、定位及处理 | 第109-111页 |
| ·主控站移交及监控站接替 | 第111-113页 |
| ·网络节点管理及其它故障处理 | 第113-114页 |
| ·流量控制 | 第114-115页 |
| ·嵌入式设备的双冗余网络模块实现技术 | 第115-118页 |
| ·嵌入式双冗余网卡的结构设计 | 第115-116页 |
| ·嵌入式双冗余网卡的特点 | 第116-117页 |
| ·嵌入式双冗余网卡的软件接口 | 第117-118页 |
| ·本章小结 | 第118-120页 |
| 第六章 现场网络硬实时通信调度算法研究 | 第120-143页 |
| ·引言 | 第120-122页 |
| ·现场级控制网络的通信特点及调度要求 | 第120-121页 |
| ·调度算法研究模型 | 第121-122页 |
| ·周期任务模型调度算法 | 第122-124页 |
| ·单调比率(Rate Monotonic, RM)调度算法 | 第122-123页 |
| ·最早死线优先(Earliest Deadline First, EDF)调度算法 | 第123页 |
| ·优先级上限协议(Priority Ceiling Protocol, PCP) | 第123-124页 |
| ·距离约束任务模型调度算法 | 第124-128页 |
| ·风车调度(Pinwheel Scheduling, PinS)技术 | 第124-125页 |
| ·几种典型的风车调度算法 | 第125-126页 |
| ·Sr调度算法 | 第126-127页 |
| ·RM、EDF、Sr可调度性比较 | 第127-128页 |
| ·非周期任务调度算法 | 第128-129页 |
| ·PS调度算法 | 第128页 |
| ·PE和DS调度算法 | 第128-129页 |
| ·非周期任务调度算法比较 | 第129页 |
| ·一种现场级硬实时网络调度方法 | 第129-142页 |
| ·收集信息建立待调度消息集合 | 第130页 |
| ·可调度性判定 | 第130-133页 |
| ·可调度性基础判定 | 第131页 |
| ·可调度性仿真判定 | 第131-133页 |
| ·生成总线调度表 | 第133-135页 |
| ·非周期消息执行 | 第135页 |
| ·HRTCS调度表生成器应用原型 | 第135-142页 |
| ·HRTCS功能及接口 | 第137-138页 |
| ·可调度性测试 | 第138-140页 |
| ·运行开销与快速在线调度机制 | 第140-142页 |
| ·本章小结 | 第142-143页 |
| 第七章 一种高可靠宽带现场级硬实时网络试验原型 | 第143-162页 |
| ·引言 | 第143页 |
| ·ARTCS原型系统的功能和设计要求 | 第143-144页 |
| ·ARTCS原型系统结构 | 第144页 |
| ·ARTCS原型的实现 | 第144-150页 |
| ·模块间的通信关系 | 第146-147页 |
| ·节点主程序处理流程 | 第147页 |
| ·通信策略模块 | 第147-149页 |
| ·ARTCS原型软件大小 | 第149-150页 |
| ·ARTCS原型接口 | 第150-154页 |
| ·API编程接口 | 第150-152页 |
| ·用户配置 | 第152页 |
| ·MS人机监控界面 | 第152-153页 |
| ·BT人机监控界面 | 第153页 |
| ·Moni人机监控界面 | 第153-154页 |
| ·测试与分析 | 第154-161页 |
| ·测试环境 | 第154-155页 |
| ·消息传输性能测试与分析 | 第155-159页 |
| ·可靠性保障功能测试 | 第159页 |
| ·其它功能测试 | 第159-160页 |
| ·用作现场总线构造FCS的可行性 | 第160-161页 |
| ·本章小结 | 第161-162页 |
| 第八章 全文总结 | 第162-165页 |
| 参考文献 | 第165-176页 |
| 致 谢 | 第176-177页 |
| 附录A 信号转换适配器电路板实物图 | 第177-179页 |
| 附录B 基于PC/104的嵌入式双冗余网卡实物图 | 第179-180页 |
| 作者在读博期间的科研成果、论文发表、教学和获奖情况 | 第180-181页 |
