टाइम-ट्रिगर प्रोटोकॉल
समय-ट्रिगर प्रोटोकॉल (टीटीपी) नियंत्रण प्रणालियों के लिए ओपन कंप्यूटर नेटवर्क प्रोटोकॉल है। इसे वाहनों और औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए समय-ट्रिगर फ़ील्डबस के रूप में डिजाइन किया गया था।[1]और 2011 में SAE AS6003 (टीटीपी संचार प्रोटोकॉल) के रूप में मानकीकृत किया गया। टीटीपी नियंत्रकों ने विद्युत् उत्पादन, पर्यावरण और फ्लाइट नियंत्रण में वाणिज्यिक डीएएल ए एविएशन एप्लिकेशन में 500 मिलियन से अधिक फ्लाइट घंटे एकत्र किए हैं। टीटीपी का उपयोग एफएडीइसी, मॉड्यूलर एयरोस्पेस नियंत्रण और फ्लाइट कंप्यूटर में किया जाता है। इसके अतिरिक्त, टीटीपी उपकरणों ने एसआईएल4 रेलवे सिग्नलिंग अनुप्रयोगों में 1 अरब से अधिक परिचालन घंटे एकत्र किए हैं।
इतिहास
टीटीपी को मूल रूप से 1980 दशक के प्रारंभ में वियना प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय में डिजाइन किया गया था। 1998 में टीटीटेक कंप्यूटरटेक्निक एजी ने सॉफ्टवेयर और हार्डवेयर उत्पाद प्रदान करते हुए टीटीपी के विकास का कार्यभार देखा। टीटीपी संचार नियंत्रक चिप्स और आईपी ऑस्ट्रिया माइक्रोप्रणाली्स, ओएन अर्धचालक और एल्टेरा सहित स्रोतों से उपलब्ध हैं।
परिभाषा
टीटीपी डुअल-चैनल 4 - 25 एमबीटी/एस समय-ट्रिगर फील्ड बस है। यह 2x 25 Mbit/s की अधिकतम डेटा दर के साथ चैनलों का उपयोग करके कार्य कर सकता है। दोनों चैनलों पर प्रतिकृति डेटा के साथ, निरर्थक संचार समर्थित है।
दोष-सहिष्णु समय-ट्रिगर प्रोटोकॉल के रूप में, टीटीपी प्रतिरूपित संचार चैनलों पर टीडीएमए (समय-डिवीजन मल्टीपल एक्सेस) रणनीति को नियोजित करके ज्ञात समय पर स्वायत्त दोष-सहिष्णु संदेश परिवहन प्रदान करता है। टीटीपी दोष-सहिष्णु क्लॉक सिंक्रनाइज़ेशन प्रदान करता है जो केंद्रीय समय सर्वर पर आशा किए बिना वैश्विक समय आधार स्थापित करता है।
टीटीपी प्रत्येक नोड को डेटा ट्रांसमिशन की स्थिरता के बारे में सूचित करने के लिए सदस्यता सेवा प्रदान करता है। इस प्रणाली को वितरित एकनॉलेज सेवा के रूप में देखा जा सकता है जो संचार प्रणाली में त्रुटि होने पर एप्लिकेशन को सूचित करता है। यदि स्तिथि की स्थिरता लुप्त हो जाती है, तो एप्लिकेशन को सूचित किया जाता है।
इसके अतिरिक्त, टीटीपी में दोष परिकल्पना के बाहर दोषों को ज्ञात करने के लिए क्लिक अवॉइडेंस की सेवा सम्मिलित है, जिसे प्रोटोकॉल स्तर पर सहन नहीं किया जा सकता है।
महत्वपूर्ण अनुप्रयोग
टीटीपी का उपयोग प्रायः मिशन महत्वपूर्ण डेटा संचार अनुप्रयोगों में किया जाता है जहां नियतात्मक संचालन की आवश्यकता होती है। इन परिचालनों में विमान इंजन प्रबंधन और अन्य एयरोस्पेस अनुप्रयोग सम्मिलित हैं। इन अनुप्रयोगों में टीटीपी नेटवर्क प्रायः भिन्न AS8202NF हार्डवेयर इंटरफ़ेस डिवाइस और भिन्न, किन्तु समन्वित, कॉन्फ़िगरेशन के साथ भिन्न नेटवर्क के रूप में संचालित होते हैं।
टीटीपी प्रोटोकॉल नेटवर्क पर सभी नोड्स को उसी समय में जानने की अद्भुत विशेषता प्रदान करता है, जब कोई अन्य नोड संचार करने में विफल रहता है या अविश्वसनीय डेटा भेजता है। नोड की स्थिति प्रत्येक सेकंड में कई बार सभी नोड्स में अपडेट की जाती है।
तकनीकी विवरण
टीटीपी में डेटा संचार टीडीएमए के समय में आयोजित किया जाता है। टीडीएमए के समय को स्लॉट्स में विभाजित किया गया है। प्रत्येक नोड में भेजने का स्लॉट होता है, और प्रत्येक राउंड में फ़्रेम भेजना होगा। नोड को आवंटित फ्रेम आकार लंबाई में 2 से 240 बाइट्स तक भिन्न हो सकता है, प्रत्येक फ्रेम में सामान्यतः कई संदेश होते हैं। क्लस्टर चक्र टीडीएमए का आवर्ती क्रम है; भिन्न-भिन्न समय में भिन्न-भिन्न संदेशों को फ्रेम में प्रसारित किया जा सकता है, किन्तु प्रत्येक क्लस्टर चक्र में संदेशों का पूर्ण सेट दोहराया जाता है। डेटा 24-बिट सीआरसी (साइक्लिक रिडंडेंसी चेक) द्वारा सुरक्षित है। शेड्यूल को संचार नियंत्रक के भीतर एमइडीएल (संदेश डिस्क्रिप्टर सूची) में संग्रहीत किया जाता है।
स्लॉट
टीटीपी नेटवर्क में प्रत्येक नोड के लिए स्लॉट होता है। नोड सदैव अपने स्लॉट के समय डेटा (पैरामीटर) को प्रसारित करता है, भले ही नोड के पास भेजने के लिए कोई डेटा न हो। चूँकि नोड केवल उन पैरामीटर को संचारित करेगा जो स्लॉट में विशिष्ट राउंड में भेजने के लिए कॉन्फ़िगर किए गए हैं। नोड राउंड x के समय अपने स्लॉट में पैरामीटर 1,2,3 और अपने स्लॉट 4,5,6 को संचारित कर सकता है।
नोड के लिए स्लॉट निर्धारित किया जाता है जब टीटीपी नेटवर्क को पीसी आधारित उपयोगिताओं टीटीपी प्लान और टीटीपी बिल्ड का उपयोग करके डिजाइन किया जाता है। वह परिभाषा जो AS8202NF को किसी दिए गए स्लॉट और राउंड के लिए विशिष्ट डेटा या पैरामीटर संचारित करने का कारण बनती है, एमइडीएल में निहित है।
राउंड
टीटीपी राउंड टीटीपी नेटवर्क में प्रत्येक नोड के लिए स्लॉट का उपयोग करता है। क्लस्टर चक्र में राउंड्स की संख्या को पीसी आधारित उपयोगिताओं टीटीपी प्लान और टीटीपी बिल्ड का उपयोग करके परिभाषित किया गया है। यह जानकारी एमइडीएल में भी निहित है।
राउंड उपस्थित हैं क्योंकि नोड को अपने स्लॉट के समय सभी पैरामीटर को प्रसारित करने की आवश्यकता नहीं होती है। नोड्स के मध्य बैंडविड्थ वितरित करने के लिए, प्रत्येक नोड चयनित पैरामीटर को भिन्न-भिन्न राउंड में प्रसारित करता है।
क्लस्टर चक्र
क्लस्टर चक्र को कई राउंड के रूप में परिभाषित किया गया है। सभी नोड्स ने क्लस्टर चक्र के अंत में अपने सभी पैरामीटर प्रसारित कर दिए हैं। क्लस्टर चक्र को पहले राउंड के स्लॉट में बिट से प्रारंभ करने के रूप में परिभाषित किया गया है।
शेष नोड, स्लॉट और क्लस्टर चक्र
स्लॉट की संख्या टीटीपी नेटवर्क में नोड्स की संख्या से परिभाषित होती है। चूँकि, राउंड की संख्या नेटवर्क डिजाइनर द्वारा टीटीपी प्लान और टीटीपी बिल्ड उपयोगिताओं का उपयोग करके निर्धारित किया जाता है।
क्लॉक सिंक्रोनाइजेशन
क्लॉक सिंक्रोनाइजेशन सभी नोड्स को समान समय अवधारणा प्रदान करता है। प्रेषक की क्लॉक और रिसीवर की क्लॉक के मध्य अंतर के बारे में जानने के लिए प्रत्येक नोड सही संदेश के पूर्व ज्ञात अपेक्षित और देखे गए आगमन समय के मध्य अंतर को मापता है। दोष-सहिष्णु औसत एल्गोरिदम को समय-समय पर स्थानीय क्लॉक के सुधार शब्द की गणना करने के लिए इस जानकारी की आवश्यकता होती है जिससे क्लॉक को क्लस्टर के अन्य सभी क्लॉक के साथ समन्वयित किया जा सके।
सदस्यता और एकनॉलेज
समय-ट्रिगर प्रोटोकॉल वितरित प्रणाली के सभी नोड्स के लिए निरंतर डेटा संचारित करने का प्रयास करता है और विफलता की स्थिति में, संचार प्रणाली यह तय करने का प्रयास करती है कि कौन सा नोड दोषपूर्ण है। ये गुण सदस्यता प्रोटोकॉल और एकनॉलेज प्रणाली द्वारा प्राप्त किए जाते हैं।
कॉन्फ़िगरेशन आवश्यकताएँ
टीटीपी नेटवर्क से जुड़े प्रत्येक नोड को टीटीपी नेटवर्क के स्टार्टअप से पहले कॉन्फ़िगरेशन डेटा सेट निवासी होना आवश्यक है। प्रत्येक नोड के लिए डेटा सेट की न्यूनतम संख्या दो है। हार्डवेयर अनुभाग और AS8202NF (नीचे) देखें। प्रत्येक नोड को टीटीपी नेटवर्क पर प्रत्येक दूसरे नोड के कॉन्फ़िगरेशन को जानने की आवश्यकता होती है। इस कारण से, सक्रिय नोड्स को नेटवर्क पर सभी नोड्स के कॉन्फ़िगरेशन डेटा सेट को अपडेट किए बिना उपस्थित नेटवर्क में सम्मिलित होने की अनुमति नहीं है।
प्रत्येक नोड के लिए विशिष्ट कॉन्फ़िगरेशन डेटा सेट:
- AS8202NF के लिए टीएएसएम (एमइडीएल के उपयोग की अनुमति देता है)।
- AS8202NF के लिए एमइडीएल या संदेश डिस्क्रिप्टर सूची (सभी नोड्स के मध्य आदान-प्रदान किए जाने वाले डेटा को परिभाषित करता है)।
- प्लेटफ़ॉर्म कॉन्फ़िगरेशन की गणना करें। (अपेक्षित डेटा और उसके उपयोग को परिभाषित करता है)
डेटा सेट टीएएसएम और एमइडीएल टीटीटेक द्वारा प्रदान की गई उपयोगिताओं टीटीपी योजना और टीटीपी बिल्ड द्वारा बनाए गए हैं। तीसरा डेटा सेट प्रायः ग्राहक द्वारा बनाया जाता है और यह प्लेटफ़ॉर्म और एप्लिकेशन विशिष्ट होता है।
हार्डवेयर
टीटीपी नेटवर्क के इंटरफ़ेस के लिए AS8202NF डिवाइस के उपयोग की आवश्यकता होती है।[2] यह डिवाइस कंप्यूटर प्लेटफॉर्म और टीटीपी नेटवर्क के मध्य कार्य करता है। AS8202NF को ऑपरेशन से पहले टीएएसएम (टीटीपी असेंबलर) और एमइडीएल (मैसेज डिस्क्रिप्टर लिस्ट) कॉन्फ़िगरेशन डेटा सेट के साथ लोड करना आवश्यक है।
AS8202NF एक या दो टीटीपी नेटवर्क पर संचार करेगा।
केवल AS8202NF उपकरण खरीदकर टीटीपी नेटवर्क को डिजाइन और कार्यान्वित करना संभव नहीं है। प्रत्येक डिज़ाइन के लिए टीटीटेक या तृतीय पक्ष से लाइसेंस और कॉन्फ़िगरेशन टूल की आवश्यकता होती है।
वाणिज्यिक अनुप्रयोग
टीटीपी को कई व्यावसायिक अनुप्रयोगों में एकीकृत किया गया है।
रेलवे सिग्नलिंग समाधान
इलेक्ट्रॉनिक इंटरलॉकिंग प्रणाली "लॉकट्रैक 6131 इलेक्ट्रा" को थेल्स रेल सिग्नलिंग समाधान डिवीजन और टीटीटेक के सहयोग से डिजाइन किया गया था।.
लॉकट्रैक 6131 इलेक्ट्रा इलेक्ट्रॉनिक इंटरलॉकिंग प्रणाली है जो उच्चतम स्तर की सुरक्षा और उपलब्धता प्रदान करता है। प्रणाली सुरक्षा अखंडता स्तर 4 (सुरक्षा अखंडता स्तर) के साथ सेनेलेक मानकों के अनुसार अनुमोदित है और मूलभूत इंटरलॉकिंग फ़ंक्शंस, स्थानीय और रिमोट कंट्रोल, स्वचालित ट्रेन संचालन, एकीकृत ब्लॉक कार्यक्षमता और एकीकृत निदान प्रणाली प्रदान करता है।उच्च सुरक्षा आवश्यकताओं को सुनिश्चित करने के लिए लॉकट्रैक 6131 में विविध सॉफ़्टवेयर वाले दो सॉफ़्टवेयर चैनल हैं। बाहरी रूप से प्रसारित होने से पूर्व, डेटा को सुरक्षा चैनल में परीक्षण किया जाता है। निदान उपकरण विफलता की स्थिति में कुशल निरक्षण की अनुमति देने के लिए सभी प्रासंगिक जानकारी सहेजता है।
एफएडीईसी
इस प्रणाली का उपयोग एफएडीईसी (पूर्ण प्राधिकरण डिजिटल इंजन नियंत्रण) प्रणालियों के लिए किया गया है।.एर्मैची एम-346 के लिए मॉड्यूलर एयरोस्पेस कंट्रोल (मैक)-आधारित एफएडीईसी स्केलेबल, अनुकूलनीय और दोष-सहिष्णु है। इस नए एफएडीईसी में प्रमुख प्रौद्योगिकी प्रवर्तक अंतर-मॉड्यूल संचार के लिए टीटीपी का उपयोग किया जाता है। टीटीपी मॉड्यूल के मध्य जटिल अन्योन्याश्रितताओं को विस्थापित कर देता है, प्रारंभिक अनुप्रयोग विकास के साथ-साथ सेवा में परिवर्तन और उन्नयन को सरल बनाता है। यह प्रणाली के सभी मॉड्यूल प्रत्येक समय सभी डेटा देखने की अनुमति देता है, इस प्रकार जटिल चैनल परिवर्तन तर्क के बिना निर्बाध दोष समायोजन सुनिश्चित करता है।
टीटीपी-आधारित मॉड्यूलर एयरोस्पेस कंट्रोल (मैक), जो सामान्य विद्युतीय के एफ110 पूर्ण प्राधिकरण डिजिटल इंजन नियंत्रण (एफएडीईसी) प्रणाली का भाग है, लॉकहीड मार्टिन एफ-16 फाइटर विमान पर एकीकृत है। टीटीपी, जिसका उपयोग बैकप्लेन बस के रूप में किया जाता है, उच्च स्तर की इंजन सुरक्षा, परिचालन उपलब्धता और कम जीवन चक्र व्यय का समर्थन करता है। महत्वपूर्ण लाभ यह है कि बस की सभी जानकारी एफएडीईसी दोनों चैनलों पर उपलब्ध है।
पर्यावरण और विद्युत् उत्पादन प्रणाली
एयरबस ए380 के लिए टीटीटेक ने हैमिल्टन सनस्ट्रैंड कॉरपोरेशन की सहायक कंपनी नॉर्ड-माइक्रो के साथ मिलकर कार्य करते हुए केबिन दबाव नियंत्रण प्रणाली के लिए आंतरिक संचार प्रणाली विकसित की।
हैमिल्टन सुंदरस्ट्रैंड के सहयोग से, टीटीटेक ने बोइंग 787 ड्रीमलाइनर के इलेक्ट्रिक और पर्यावरण नियंत्रण प्रणाली के लिए टीटीपी-आधारित डेटा संचार प्लेटफ़ॉर्म विकसित किया। टीटीपी-डिज़ाइन किया गया संचार प्लेटफ़ॉर्म बस प्रणाली में ओवरलोड का अवरोध करता है, भले ही कई महत्वपूर्ण घटनाएं होती हैं। इसके अतिरिक्त, टीटीपी-आधारित प्रणालियां कम कनेक्टर संख्या और कम वायरिंग के कारण पारंपरिक प्रणाली की तुलना में कम भारीय होते हैं। इसके अतिरिक्त, संपूर्ण प्रणाली अधिक तन्यता पूर्ण है और इसमें पारंपरिक संचार प्रणालियों की तुलना में अधिक मॉड्यूलरिटी होती है।
स्वायत्त वाहन
2005 डीएआरपीए ग्रैंड चैलेंज में प्रतिस्पर्धा करने वाले दो रेड टीम रोबोटिक वाहनों को ड्राइव-बाय-वायर तकनीक के साथ प्रारंभ किया गया था, जिसमें ऑन-बोर्ड कंप्यूटर स्टीयरिंग, ब्रेकिंग और अन्य गतिविधियों को नियंत्रित करते थे। तीन टीटीपी-आधारित टीटीसी 200 इकाइयों ने पार्किंग ब्रेक, थ्रॉटल और ट्रांसमिशन कार्यों को नियंत्रित किया, और टीटीपी-बाय-वायर बॉक्स ने H1 हमर H1 घ्लैंडर के सर्विस ब्रेक को नियंत्रित किया। ड्राइव-बाय-वायर संशोधनों ने सैंडस्टॉर्म के त्वरण, ब्रेकिंग और स्थानांतरण को नियंत्रित किया।
यह भी देखें
- समय-ट्रिगर प्रणाली
- कैन
- फ्लेक्सरे
- एएफडीएक्स
- टीटीटेक
- टीटीपी/ए
- टीटीईथरनेट
संदर्भ
- ↑ Kopetz, Herman; Grunsteidl, Gunter (1993), "TTP - A time-triggered protocol for fault-tolerant real-timesystems", FTCS-23. The Twenty-Third International Symposium on Fault-Tolerant Computing, Digest of Papers, Toulouse, France: IEEE, pp. 524–533, doi:10.1109/FTCS.1993.627355, S2CID 509153, 0-8186-3680-7
- ↑ "AS8202 - TTP-C2NF Communication Controller - ams". Archived from the original on 2013-12-17.
