1.一种TTFC网络的任务调度模型，其特征在于，综合考虑运行在端系统上的计算任务和通过网络进行数据交换的通信任务，支持TT任务和RC任务的描述及约束条件的表达，同时支持单播和多播应用，模型包括如下模块：
模块S11：描述TTFC网络结构的网络拓扑模型；
模块S12：描述TTFC网络中的TT任务、RC任务及其数据帧的任务模型、链路树模型和数据帧模型；
模块S13：描述TTFC网络中任务调度要求的一组任务调度模型约束条件。
2.如权利要求1所述的一种TTFC网络的任务调度模型，其特征在于，所述模块S11对交换式网络结构建立网络模型：G＝(V，E)，顶点集V(vertex)：表示网络中所有的设备节点，包括终端节点和交换机节点；边集E(edges)：表示网络中交换机和终端以及交换机与交换机相连的所有全双工通信链路；链路[vm,νn]表示为：{[vm,νn].bw,[vm,νn].d,[vm,νn].b}，其中，[vm,νn].bw表示链路带宽；[vm，νn].d表示链路延迟，[vm,νn].b表示链路的缓存能力，即节点νn最多可以缓存来自节点vm的帧的数量。
3.如权利要求1所述的一种TTFC网络的任务调度模型，其特征在于，所述模块S12包括以下模型：
S121：任务模型；S122：链路树模型、S123：数据帧模型；
S121、任务模型包括：TT任务和RC任务，
所述TT任务：
Ti＝{{Ti，1，Ti，2…Ti，n}，Ti.Tr，Ti.p，Ti.D，Ti.rt，Ti.Fi}
其中，{Ti，1，Ti，2…Ti，n}表示Ti的子任务序列，子任务个数为n；Ti.Tr表示任务Ti所涉及的所有物理链路构成一棵链路树；Ti.p表示任务Ti的周期；Ti.D表示任务Ti的截止期；Ti.rt表示任务Ti的响应时间，即任务Ti的最后一个子任务完成时间与周期开始时间之间的时长；
Ti.Fi表示任务Ti产生的数据帧集合；其中任务Ti中的单个子任务Ti，j可表示为如下元组：
其中， 表示任务Ti，j的偏移量；任意Ti，j.link＝[vm，νn]∈E，当m≠n时，Ti，j.link＝[vm，νn]表示通信子任务Ti，j的传输链路，当m＝n时，Ti，j.link＝[vm，νm]表示计算子任务Ti，j在节点vm上执行；任务Ti中，消息发送者端系统上的计算任务称为消息的生产者子任务，消息接受者端系统上的计算任务称为消息的消费者子任务。在多播任务的情况，将一个任务Ti中所有的消费者子任务集合记为Tci；
Ti,j.c表示任务Ti,j的执行时间，当Ti,j.link＝[vm,νm]时，Ti,j.c为WCET(Worst-case Execution Time)，即最坏情况执行时间，运行于端系统va上的一个计算任务的执行时间记作：wcet(va)；当Ti,j.link＝[vm,νn]时: 其中Fi,s.L为当
前任务数据帧长度，[vm,νn].bw表示链路[vm,νn]上的网络带宽，[vm,νn].d表示链路延迟。
Ti,j.p：表示任务Ti,j的周期，满足关系：Ti,j.p＝Ti.p；
所述RC任务：
区别于强实时任务，系统中所有的RC(rate-constrained，速率受限)任务集合记为R，其中Ri∈R，是第i个任务。同TT消息相比，Ri可描述为：
Ri＝{{Ri,1,Ri,2…Ri,n},Ri.Tr,Ri.bw,Ri.BAG,Ri.Fi}
其中，{Ri,1，Ri，2…Ri，n}表示RC任务Ri的子任务；Ri.Tr表示任务Ri所涉及的所有物理链路构成一棵链路树；Ri.bw表示任务Ri的带宽；Ri.BAG表示任务Ri的最小帧间隙，即任务Ri发送两个连续帧的起始二进制位之间的最小间隔；Ri.Fi：表示任务Ri产生的数据帧集合；
其中任务Ri中的单个任务Ri，j可表示为如下元组：
其中， 表示任务Ri，j的偏移量；任意Ri，j.link＝[vm，νn]∈E，当m≠n时，Ri，j.link＝[vm，νn]表示通信子任务Ri，j的传输链路，当m＝n时，Ri，j.link＝[vm，νm]表示计算子任务Ti，j在节点vm上执行；Ri，j.c表示任务Ri，j的执行时间，当Ri,j.link＝[vm，νm]时，Ri，j.c为WCET(Worst-case Execution Time)，即最坏情况执行时间，其执行时间长度同TT任务；当Ri，j.link＝[vm，νn]时: 其中Fi，s.L为当前RC任务数据帧长
度，[vm，νn].bw表示链路[vm,νn]上的网络带宽，[vm，νn].d表示链路延迟；
S122、链路树模型：
对一个应用程序任务来说，其产生的数据帧会在网络链路上进行传播。一个任务中所有通信子任务的link构成一棵链路树。任务Ti对应的链路树记为Ttri，树中的顶点集合记为Ttri.V，边的集合记为Ttri.E；同理，任务Ri对应的链路树记为Rtri；任务系统中所有的链路树构成的集合记为LT；
S123、数据帧模型：
定义任务Γi∈Γ产生的有序帧集合记为Fi，fi，s表示任务Γi产生的第s个帧。fi，s在链路[vm，νn]上的传输记为 可用如下元组表示：
其中， 表示任务Γi产生的第s个帧在链路[vm，νn]上的传输偏移量，即数据
帧在链路上的发送时间； 表示任务Γi产生的第s个帧在链路[vm，νn]上的传输周期； 表示任务Γi产生的第s个帧在链路[vm，νn]上传输时的数据帧长度。网络中所有任务的帧集合记为F，Fi在链路[vm,νn]上的传输记为 其中传输的最后一个帧记为
4.如权利要求1所述的一种TTFC网络的任务调度模型，其特征在于，所述模块S13包括：
S131、数据帧约束：对于在链路上调度的任何TT数据帧，偏移量不能取负值或任何会导致帧结束时间超过数据帧周期的值；
上式定义表示：TTFC系统中，对于在任意一段链路[va,vb]上传输的数据帧fi,s，调度任务需确保该数据帧的偏移量为正值，并且其偏移量 与帧对应的执行时间之和要比该数据帧周期小；
S132、端系统计算任务约束：对于网络拓扑中的任意端系统，需要确保在每个处理器上，只有当处理器空闲时，才能够触发一个应用程序任务。即在端系统中不可存在计算任务冲突的情况；
上式定义表示：TTFC系统中，在任意一个端系统上执行的任意两个任务τi,j和τx,y，满足：任务τi,j偏移量比任务τx,y的偏移量与执行时间之和大，或者任务τx,y的偏移量比任务τi,j的偏移量与执行时间之和大，即端系统上的计算任务需满足时域内不重叠；
S133、链路约束：在同一链路上传输的任何两个不同任务的TT数据帧不会发生冲突，即：对于某一条链路，两个TT数据帧在时域内没有重叠；
上式定义表示：TTFC系统中，在同一段链路[va,vb]上传输的任意两个任务所包含的任意两个数据帧 和 在任务周期内，等待数据帧 传输完成后，帧 才能够
在该链路上传输或者等待数据帧 传输完成后，帧 才能够在该链路上传输，即这
两个数据帧在同一链路上的传输满足在时域内不重叠；
S134、链路树约束：一条链路上的传输窗口的开始与前一条链路上的传输窗口的结束之间的差距必须大于前一条链路的一跳延迟加上整个网络的精度；
其中Ti,j是 对应的任务。δ是网络精度；
上式定义表示：数据帧fi,1在两个连续链路[va,vx],[vx,vb]上传输，帧fi,1在链路[vx,vb]上的偏移量数值必须比在中间端点vx上的最一个任务的偏移量加上其执行时间，加上前一条链路一跳延迟以及整个网络的精度之后的时间值大，即满足连续链路传输条件；
S135、端到端延迟约束：每一个TT消费者任务的结束和第一个生产者任务的开始之间的差距必须小于或等于允许的最大端到端延迟；
且
其中，dest(Ttri)表示链路树Ttri上的叶子结点集合(消息的消费者节点集合)，src(Ttri)表示Ttri的根节点(消息的生产者节点)，max_lantency表示生产者任务所在的节点和消费者任务所在的节点之间允许的最大端到端延迟；
上式定义表示：任意一个TT任务Ti，任务的最后一个接受者 完成端系统上的
计算任务的时间与该任务产生的第一个数据帧偏移量之间的差值不能比该TT任务所要求的的最大端到端延迟大，即满足TT任务的延迟限制；
S136、任务依赖关系约束：两个任务之间的开始时间和结束时间可根据实际需要，满足一定的关系；Ti,1.link＝[va,νa]对应Ti消息的生产者子任务，Ti，n.link＝[vb，νb]对应Ti消息的消费者子任务；Tm，1.link＝[vc，νc]对应Tm消息的生产者子任务，Tm，k.link＝[vd，νd]对应Tm消息的消费者子任务。则：依赖关系有如下三种：Tm，1在Ti，n结束之后开始，且Tm，1开始时间与Ti，n结束时间之间差满足Δt∈[p.q],p,q∈R；Tm,1在Ti,1开始之后开始，且Tm,1与Ti,1开始时间差满足Δt∈[p.q],p,q∈R；Tm,k和Ti,n的结束时间必须同时属于某个时间区间，即Tm，k的结束时间与Ti,n的结束时间差满足Δt∈[p.q],p,q∈R；
S137、内存约束：节点中输入端口缓存的帧个数不能超过端口的最大缓存能力；
其中，函数G定义如下：
式中 表示 经过vx后在[vx,vb]上传输的帧；函数G表示如果任务Tm在[va,
vx]上传输的帧在 到达vx时仍在缓存队列中，则返回1，否则返回0。而上第三行则统计了 到达vx时所有尚在缓存队列中的帧的数量，并确保该数值不超过限制。
上式定义表示：当数据帧fi,j经过链路[vx,vb]到达节点vx时，该节点将利用G函数对此时缓存队列中任务Tm的数据帧进行合计，对于此时仍与节点中的数据帧返回1，否则返回0，对G函数求和汇总，得出节点数据帧fi,j到达节点vx时缓存队列中的数据帧个数，其数值必须小于其链路的缓存能力[va,vx].b；
S138、多播约束：多播树上的交换机节点将一个帧发送到多个不同的输出端口时，各输出端口的帧的偏移量相同；
其中 表示一个链路树上的某个交换机节点， 表示节点 的孩子节点的
个数。假设某个帧经过该交换机共发往n个不同的输出端口，其中第k个端口输出的帧记为上式定义表示：TTFC系统中的多播任务有n个消息接受者，需要向n条链路
中发送数据帧，且必须保证各个数据帧的的偏移量相
同；
S139、RC帧约束：同一个消费者任务的前后两个RC帧的接收时间差:Δt∈(1×BAG,1.5×BAG]。
且
其中，Rtri是Ri对应的链路树，dest(Rtri)是Rtri的叶子结点集合。
上式定义表示：TTFC系统中的同一个RC任务的任意两个相邻RC帧之间的传输间隔满足在1个BAG到1.5个BAG之间，如前文所述，BAG是由RC任务周期和链路带宽计算得出的RC帧间隙。
5.一种TTFC网络的消息调度表生成方法，其特征在于，基于提出的任务调度模型，提出TT任务和RC任务的分阶段调度框架，该框架用于生成满足任务调度约束条件的TT任务消息调度表，包括以下步骤：
S21、对任务进行可调度性检验，检验TTFC网络系统中的所有TT任务和RC任务是否满足基本的可调度性约束；
S22、在检验结果为任务可调度的基础上，调用消息调度表生成方法，求得TT任务的静态调度表S；
S23、在结果S的基础上，进一步检验链路的剩余带宽能否完成RC任务调度，若检验通过，返回结果S。
6.如权利要求5所述的一种TTFC网络的消息调度表生成方法，其特征在于，所述步骤S21由系统模型定义一组任务的基本可调度性检验条件，检验系统中任务集是否可调度；
所述步骤S21包括：
S211、消息总带宽约束检验：TTFC网络中的链路集合中的任意一段链路上的TT任务和RC任务传输所需总带宽不能超过链路本身的带宽；
S212、TT消息总执行时间约束检验：对于 在确定其数据帧Fi的传输路径后，Ti
所有子任务的执行时间不得超过Ti的截止时间；
S213、终端cpu利用率检验：对于 必须确保每个终端系统的CPU利用率低于
100％；
S214、BAG约束检验：对于系统中的任意RC任务Ri，由任务Ri的预设带宽和发送周期，计算Ri.BAG，当BAG在[0.1ms,128ms]范围内时，RC任务可调度。
7.如权利要求5所述的一种TTFC网络的消息调度表生成方法，其特征在于，所述步骤S22采用具体的消息调度表生成算法求解系统中TT消息调度表，通用算法可依据情况选择SMT理论模型、MIP混合整数规划模型或者其他计算模型。
8.如权利要求5所述的一种TTFC网络的消息调度表生成方法，其特征在于，所述步骤S23验证RC任务是否可调度，基于TT任务调度结果S，进一步检验各链路的剩余可用带宽是否能够调度所有的RC任务；
所述步骤S23包括：
S231、RC任务可调度性约束检验：TTFC系统在进行RC任务调度之前，各链路在排好所有的TT任务之后，需要检验各链路空余可用带宽能否满足所有RC任务的排布。
9.根据权利要求8所述所述的一种TTFC网络的消息调度表生成方法，其特征在于，所述步骤S231：用下面公式所示的分段函数h([va,vb],i)，对任意链路[va,vb]上相邻的TT帧间空余带宽进行可用性判断，判断规则如下：相邻TT帧间空余带宽至少足够传输两个最长RC帧(其一作为最后一个RC帧之后的TT帧的保护时间)，即称之为空余可用带宽；用I([va，vb])对任意链路[va，vb]上所有相邻TT帧间空余可用带宽能够传输的RC帧个数进行汇总，其总和必须大于该链路上需要传输的RC帧总数；
[va，vb]上排好的TT帧依次按偏移量递增排序记为
m为[va，vb]上排好的TT帧的个数。设[va，vb]上需要传输的RC帧的
数量为n([va,vb])。则TT帧的偏移量需满足如下公式：
其中：
Ti,p.link＝[va，vb]，Ti，p.c表示表示帧ffi在链路[va，vb]上的执行时间，RC_max表示任务集合R中的最长数据帧在链路[va，vb]上的传输时间，即：
max(Fri)表示RC任务中最大的数据帧的帧长。