目前,实时系统已广泛应用在军事和民用领域。随着实时系统应用的不断深入发展,出现了分布式实时系统。分布式实时系统可划分为本地实时处理和实时通信两部分。本地实时处理涉及到根据任务的优先级来分配处理资源,实时通信网络的研究则涉及到根据消息的优先级来分配网络资源。在实时通信网络中,根据应用领域的不同,其采用的实时通信网络结构及协议也不同,例如:多媒体服务系统多采用点到点分组交换网络;而实时测量控制系统多采用总线广播网络。实时通信协议的研究如今成为了一个热点,出现了许多对以太网、现场总线协议进行改造,或者在分组交换网络中为实时消息预留流量的协议,使之适合实时应用。本论文正是在此背景下,针对小规模的分布式实时应用,设计了交叉总线网络结构和应用于其上的实时通信协议,使得多个处理器之间能够实时地传输消息。这些处理器独立得完成本地任务,通过实时通信相互协作,高效地完成大规模的任务。为完成实时通信网络的设计,本论文的主要研究内容如下:(1)实时通信网络。包括网络结构、实时通信协议。采用交叉总线结构。网络中的节点分为功能节点和通信节点,功能节点负责具体的计算处理并连接在通信节点上,通信节点负责功能节点之间的通信并连接在交叉总线的交叉点上。通信节点中实现了实时通信协议,保证每一个消息能按优先级顺序发送到网络其余的节点上。(2)消息优先级的表示方法。在实时系统中,优先级占有很重要的地位。不同的应用在设计任务优先级时考虑的因素各不相同。例如,截止时间、任务本身的重要性和任务过期将产生的损失等。因此,单一采用某个条件来判断任务的优先级显然不能达到目的,对于多个因素进行综合考虑,例如加权求和等,更能体现任务紧急与否的本质。我们的设计中采用浮点数来表示任务的优先级,它可以胜任多数优先级的计算结果,并且采用浮点数能扩大优先级的表示范围。(3)对设计的网络进行仿真实现,并测试网络的性能。论文最后给出了用OPNET软件对本设计的仿真实现,OPNET是美国OPNET Technologies公司开发的网络性能仿真软件。在仿真的基础上对网络时延、优先级对于网络时延的影响等性能进行了分析。结果表明,系统能保证高优先级的消息网络时延较小,采用浮点优先级能减少消息的丢失率。