Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering (한국정보통신학회논문지)

The Korea Institute of Information and Commucation Engineering (한국정보통신학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Analysis of transmission delay of timecode over SpaceWire network using OMNeT++

OMNeT++을 이용한 스페이스와이어 네트워크의 타임코드 전송 지연 분석

  • Ryu, Sang-Moon (Department of Information and Control Engineering, Kunsan National University)
  • Received : 2015.04.29
  • Accepted : 2015.05.29
  • Published : 2015.08.20
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

SpaceWire is a standard for high-speed links and networks between spacecraft components, which was invented for better, cheaper and faster on-board data handling in spacecraft. The standard defines timecode and its distribution which can be used for time synchronization among the nodes in a SpaceWire network. A timecode output from the time master which provides standard time over a SpaceWire network travels through links and routers to reach every nodes. While traveling, a timecode suffers from transmission delay and jitter which cause some difference in time synchronization among nodes. In this work, a simulator was developed using OMNeT++ to simulate the operation of a SpaceWire network and some analyses were performed on the transmission delay and jitter accompanied with a transmission of a timecode. The result will be used in the near future for the research of a precise time synchronization technique over a SpaceWire network.

스페이스와이어는 우주비행체 내부의 고속 통신과 네트워크 구현을 위해 고안된 표준이다. 스페이스와이어를 적용하면 기존 방식보다 저렴하고 빠르게 우주비행체 내부의 데이터를 처리할 수 있다. 스페이스와이어 표준에는 스페이스와이어 네트워크를 구성하는 노드들의 시각 동기화에 사용할 수 있는 타임코드와 그 전송체계가 정의되어 있다. 시각 동기화의 기준을 제공하는 타임 마스터에서 출력되는 타임코드는 네트워크의 링크와 라우터를 거쳐서 모든 노드들에게 전송된다. 타임마스터에서 출력된 타임코드가 각 노드들에 도착하는 과정에서 전송지연과 지터를 겪게 되며 이것은 스페이스와이어 네트워크 시각 동기화 오차를 유발하게 된다. 본 연구에서는 스페이스와이어 네트워크를 모사하는 시뮬레이션 환경을 OMNeT++를 이용하여 개발하고 이를 이용하여 타임코드의 전송과정에 발생하는 지연과 지터에 대한 분석을 수행하였다. 본 연구 결과는 향후에 스페이스와이어 네트워크에서의 정밀 시각 동기화 방안 연구에 활용될 예정이다.

Keywords

References

  1. ESA Standard, ECSS-E-ST-50-12C: SpaceWire-Links, nodes, routers and networks, Jul. 2008. Available: http://www.spacewire.esa.int/content/Standard/ECSS-E50-12A.php
  2. ESA SpaceWire Web site. Available: http://www.spacewire.esa.int/content/Home/HomeIntro.php
  3. IEEE Standard 1355, IEEE Standard for Heterogeneous Interconnect (HIC), IEEE 1995.
  4. D. Raszhivin and Y. Sheynin, “Real-Time SpaceWire Services in Networked Embedded Systems,” in Proceeding of the 2014 Mediterranean Conference on Embedded Computing, Budva: Montenegro, pp. 214 - 216, 2014.
  5. E. Balandina, Y. Sheynin, Y. Koucheryavy and S. Balandin, “Protocol design for wireless extension of embedded networks: Overview of requirements and challenges,” in Proceeding of 2014 International SpaceWire Conference, Athens, pp, 1 - 4, 2014.
  6. N. Matveeva, Y. Sheynin and E. Suvorova, “QoS support in embedded networks and NoC,” in Proceeding of 2014 16th Conference of Open Innovations Association(FRUCT16), Oulu, pp. 51–59, 2014.
  7. S.-M. Ryu, “Improvement of Time Synchronization over SpaceWire Link,” Journal of Control, Robotics and Systems, vol. 15, no. 11, pp. 1144-1149, Nov. 2009. https://doi.org/10.5302/J.ICROS.2009.15.11.1144
  8. F. Pinsard and C. Cara, “High resolution time synchronization over spacewire links,” in Proceeding of 2008 IEEE Aerospace Conference, pp. 1-8, 2008.
  9. B. V. Leeuwen, J. Eldridge and J. Leemaster, “SpaceWire Network Simulation of System Time Precision,” in Proceeding of International Spacewire Conference 2011, pp. 113-120, 2011.
  10. A. Roberts, S. G. Dykes, R. Klar and C. C. Mangels, “A Link-Layer Broadcast Service for SpaceWire Networks,” in Proceeding of 2007 IEEE Aerospace Conference, pp. 1-10, 2007.
  11. OMNeT++. Available: http://www.omnetpp.org/
  12. A. Varga and R. Hornig, “An overview of the OMNeT++ simulation environment,” in Proceeding of the 1st international conference on Simulation tools and techniques for communications, networks and systems & workshops, pp. 1-10, 2008.
  13. X. Xian, W. Shi and H. Huang, “Comparison of OMNET++ and other simulator for WSN simulation,” in Proceeding of the 3rd IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications, pp. 1439-1443, 2008.
  14. OMNeT++ User Manual. Available: http://www.omnetpp.org/

Cited by

  1. 타임코드 확장을 통한 스페이스와이어 네트워크의 시각 동기화 성능 개선 vol.21, pp.4, 2015, https://doi.org/10.6109/jkiice.2017.21.4.724