面向嵌入式可信網路的實時性分析研究

《面向嵌入式可信網路的實時性分析研究》是依託山東大學，由鞠雷擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：面向嵌入式可信網路的實時性分析研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：鞠雷
• 依託單位：山東大學

中文摘要

嵌入式網路作為傳統網際網路的延伸，是物聯網傳輸層的重要組成部分。可信性與實時性作為嵌入式網路系統的核心設計需求，近年來成為學術界與工業界關注的熱點。然而，當前面向網路的可信性與實時性的研究往往相對獨立，缺乏對兩者統一建模、設計及分析的理論依據。本項目將從網路系統架構、安全機制及路由協定等方面入手，對嵌入式網路的可信性與實時性之間的關係進行量化研究。首先，對可信計算平台與可信網路系統進行面向具體套用的實時性分析。在此基礎上，設計融合信任預測管理模型與實時性分析的網路路由協定，同時保障網路通信的可信性與實時性需求。最終，實現路由協定、可信架構與實時性分析間的自適應反饋機制，指導對系統性能、能耗、安全強度等方面的最佳化與配置。本項目基於理論研究、仿真測試以及原型系統驗證，將提出一套面向可信、實時嵌入式網路的建模、設計及分析的完整的系統解決方案，為推動物聯網的發展與套用提供理論依據與技術支持。

結題摘要

嵌入式網路作為傳統網際網路的延伸，是物聯網的重要組成部分。根據具體套用的特定，嵌入式網路的設計往往需要兼顧可信性、實時性、低功耗等非功能性需求。本項目以物聯網相關套用為背景，從網路系統架構、安全機制及路由協定等方面入手，對嵌入式網路系統（包括網關與網路節點的通信與計算任務）的可信性、實時性以及功耗進行綜合的建模、設計與分析。本項目針對嵌入式無線網路系統的可信性、實時性、能耗以及三者之間的相互影響與關聯，對嵌入式專用處理器、層次存儲系統、以及網路路由協定等各個體系結構層面的設計與分析方法進行了系統的研究。 面向常用加密系統如RSA及ECC，通過設計專用指令集處理器，提升了加密系統的執行時間可預測性。針對嵌入式網關和網路節點中日益複雜的計算任務，提出了基於軟體可控的便箋式存儲器和傳統高速快取的混合片上快取系統的管理策略，在保障系統實時性的前提下，有效降低了系統能耗。最後，通過在網路路由協定中引入輕量級信任管理模型，綜合分析了路由策略對網路傳輸的可靠性、時延、以及節點能耗的影響。針對面向工業自動化的實時網狀網路WirelessHART協定，提出了一種可靠、實時以及低功耗的路由評估模型與調度策略。