民用飞机高速航电系统AFDX网络设计与分析

针对AFDX网络在民用飞机综合化航空电子系统中应用,在对AFDX网络协议技术特点分析的基础上,提出了交换机体系架构和端系统体系架构的实施方案。分析了交换机帧过滤、流量警管、帧调度与转发的实现方式,论述了端系统虚拟链路调度、余度管理和协议栈的实施机制。研制了AFDX网络交换机和端系统,并开发了支持网络应用的配置仿真以及数据加载工具,提供了AFDX网络在航电系统应用的全套解决方案。通过AFDX网络测试平台对研制的交换机与端系统产品进行了验证测试,实际测试结果表明,AFDX网络交换机、端系统产品的设计完全符合ARINC664规范设计要求,能够满足高速航空电子网络数据传输的实时性、确定性与可靠性要求。     

端系统余度功能测试系统设计与实现

对ARINC664标准中完整性检查及冗余管理等规则进行了研究,对AFDX端系统完整性检查单元及余度管理单元的测试要点,提出了一种基于标准AFDX端系统的余度功能的测试系统,设计了测试系统及测试用例,并对被测端系统进行了测试验证.测试系统能够检查被测端系统对于完整性检查和冗余管理的规划是否实现,探测和测量冗余管理的接收窗口和SkewMax等参数.     

基于FPGA的AFDX端系统的设计与实现

航空电子全双工交换式以太网(AFDX)是航空数据总线的最佳选择之一;AFDX端系统是AFDX网络的重要组成部分,为航空电子子系统与AFDX网络之间提供了信息收发的通道,保证了航空电子子系统之间数据交换的安全性和可靠性;文中在分析研究ARINC664规范第7部分的基础上,提出了符合该规范要求的基于FPGA的AFDX端系统设计方案,给出了虚拟链路层模块的具体实现;在TechSAT测试平台的实验结果证明,设计的端系统满足ARINC664规范要求,具有较高的可靠性和稳定性。     

AFDX端系统技术时延测试方法设计与实现

航空电子全双工交换以太网(AFDX)已成为先进的民用飞机航电系统的通信主干网。AFDX端系统(ES)是AFDX网络的重要组成部分。研究了AFDX端系统发送技术时延和接收技术时延的成因,设计了端系统技术时延的测试方法。在测试平台上对被测的AFDX端系统模块实际验证测试表明该方法精确有效。     

AFDX端系统关键技术的研究与实现

分析AFDX协议关键技术,围绕其端系统的构建,给出一个实用的AFDX端系统架构。针对AFDX的地址映射和实时性机制,提出AFDX端系统关键模块的发送协议处理算法和流量整形综合调度算法。基于Linux操作系统,对该AFDX端系统架构进行仿真验证,结果证明其较好地满足了航空电子网络数据传输的实时性和可靠性需求。     

一种高性能AFDX监控卡的实现技术研究

AFDX（Avionics Full Duplex Switch Ethernet）是空客公司首先提出的,并在A380上应用的一种新型机载通信网络,具有高可靠、强实时和高安全性的优点。在应用商业以太网技术的基础上,通过增加特殊功能来保证航空应用的确定性和可靠性。在解析协议的基础上,介绍AFDX网络的关键技术,并针对AFDX网络测试的需求,提出了一种基于FPGA的AFDX监控测试卡技术方案,并对板卡设计中的系统结构、功能组成,以及关键模块的设计进行了较详细的介绍。试验结果表明该测试卡可满足端系统和交换机的测试以及网络监控需求,并为以后相关测试系统的研制提供了设计思路和借鉴经验。     

基于FPGA的AFDX端系统协议芯片的设计与实现

航空电子全双工交换以太网(AFDX)是下一代航空数据网络的最佳选择,AFDX端系统保证了AFDX网络航电系统之间数据交换的安全和可靠性;为了研制具有我国自主产权的新型机载数据网络端系统协议芯片,基于ARINC664规范第7部分,提出符合该规范的基于FPGA的AFDX端系统协议芯片和相应AFDX端系统板卡的设计方案,并给出关键模块的具体实现;通过对端系统协议芯片进行测试验证,证明该端系统协议芯片符合AFDX协议标准,具有较高的通信性能及稳定性,可为新一代航空电子设备中的数据通信提供保障。     

AFDX端系统通信端口的设计与实现

航空电子全双工交换以太网(AFDX)通信端口作为AFDX端系统提供给应用程序的接口,对于AFDX网络消息的传递有着重要的作用.针对AFDX端系统仿真接口板卡的AFDX协议栈在板上实现的特点,提出了一种满足AFDX协议的通信端口的实现方法.端口在端系统驱动中通过加载配置,创建端口、端口发送/接收3个步骤实现,经过应用程序测试验证了其正确性和可靠性.     

Linux下AFDX端系统驱动的设计与实现

为使航空全双工交换式以太网络(AFDX)兼容Linux环境,设计并实现Linux环境下AFDX端系统的驱动程序。该驱动程序基于Linux 2.6.23.1内核版本,采用PCI字符型驱动程序模式,并结合具体板卡硬件信息设计而成。测试结果表明,该驱动能使AFDX端系统在Linux平台下正常有效工作。     

CentOS下AFDX端系统驱动设计与实现

分析了AFDX网络和CentOS操作系统的工作机制,针对民用大飞机航空电子网络测试设备的需求,提出了基于X86架构的CentOS操作系统的AFDX端系统驱动设计方案和实现方法。依据设计方案和实现方法,编码实现了CentOS下AFDX端系统驱动,并且在PC主机上完成了驱动的验证工作。     

AFDX网络端系统数据接收方法研究与实现

AFDX网络端系统实现符合ARINC664P7协议的网络数据的传输功能,在AFDX网络端系统数据接收方面,总结了AFDX网络数据的特点,分析了查询接收方式和中断接收方式各自的不足,设计并实现了一种基于查询和中断的混合式数据接收方法。该方法在保证查询接收方式高效的前提下,有效降低了对主机系统处理器资源的占用,并解决了中断接收方式引起的丢包问题。     

AFDX网络测试技术研究

航空电子全双工交换式以太网络是一种新型的机载网络,对该网络的测试主要是为了保证数据传输的确定性和可靠性;对AFDX网络的特点进行了分析,提出了AFDX网络的测试需求,涵盖端系统和交换机全部功能和性能的测试;设计了一种命令/响应型测试策略,对测试用例进行设计,并给出了测试方法和步骤;建立起了AFDX网络测试平台,该平台是一个综合化、自动化的平台,可以对测试进程进行管理,自动生成测试报告;文中提出的测试技术已成功应用于工程实践中,可实现自动化测试,节约了时间,提高了效率。     

大型民机配电系统AFDX总线应用技术研究

基于AFDX通讯总线模拟了大型民机配电系统的高速通讯网络,对配电系统中AFDX总线的应用技术进行了研究,提高了配电系统软件在AFDX总线中的读写效率和兼容性,为系统中AFDX总线的应用提供了借鉴和参考。首先分析了AFDX通讯总线的组成和关键技术,并构建了大型民机配电系统的模拟通讯网络。随后,进行了AFDX总线端系统应用软件的研究,采用数据压缩和基于“位运算”的数据处理方法;以LabVIEW软件为例,针对端系统中用户软件无法开发相应的AFDX总线驱动问题,设计了无AFDX底层驱动软件与AFDX通讯网络的接口程序;并基于AFDX总线的采样端口模式,提出了一种基于AFDX网络的多余度系统的冗余通讯方法。最后,通过通讯实验验证了接口程序及冗余通讯方法的正确性和可靠性。     

基于FPGA的AFDX协议处理芯片设计

航空电子全双工交换式以太网（AFDX）是下一代航空数字网络的首选。AFDX的端系统可以保证数据在航电系统网络之间交换的安全性和可靠性,基于ARINC664规范的第7部分,提出了符合该规范的AFDX协议处理芯片的设计方案,对AFDX协议处理芯片中的关键模块进行了设计和仿真。     

基于FPGA的AFDX虚拟链路层实现方法

航空电子全双工交换式以太网(AFDX)为航空电子设备之间的数据交换提供电气和协议标准.在研究AFDX虚拟链路层协议的基础上,提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的AFDX虚拟链路层软件设计框架,给出基于FPGA的AFDX虚拟链路层发送模块和接收模块的设计与软件实现,应用结果表明,该设计框架可促进AFDX端系统的研发.     

基于FPGA的AFDX端系统协议栈虚链路层的研究与实现

AFDX具有传输速率高、导线长度和重量小、容易映射ARINC429和MIL-STD-1553等优势,且应用商用货架技术和开放式标准,是下一代航空数据网络的最佳选择之一;协议栈是AFDX端系统设计的重点,协议栈的虚链路层包含了AFDX为消除网络的不确定性,对商用以太网进行改进而加入的新功能,是协议栈设计的关键;本文对AFDX协议栈的虚链路层进行了研究,给出了它的一种设计并使用FPGA对其进行了实现;在端系统研制中的应用表明,本文的研究实现了虚链路层的功能,并达到了AFDX标准的要求。     

基于USB接口的AFDX网络TAP卡设计与实现

AFDX网络以其传输时间确定性、高可靠性和实时性等优点,成为新一代大型飞机航空总线的最佳选择之一。作为一种具有巨大应用潜力的新型的机载网络,AFDX网络的仿真测试至关重要。针对AFDX网络系统提出了一种TAP（test access point,测试访问接口）结构的测试卡设计方案。在设计的过程中,充分考虑了接入方式对网络传输的影响和数据捕获速率对主机接口的要求,采用串联植入方式设计出一款基于USB2.0接口的TAP卡及协议解析和数据统计软件,为AFDX网络的性能评估和系统级验证提供了方法和依据。通过在AFDX仿真验证平台中的实测结果,证明了该TAP卡具有灵活性强、测试精度高、实时性强等特点,完全满足AFDX网络测试及监控需求,为相关测试系统的研制提供了设计思路和实践经验。     

AFDX端系统虚拟链路层的研究与仿真

AFDX总线符合航空ARINC664-P7标准,广泛应用于民用飞机的系统集成领域,但是国内对于AFDX总线的协议研究一直没有很成熟.研究了航空以太网AFDX通信总线端系统虚拟链路层的调度方法,为了提高AFDX端系统发送端调度效率同时降低数据抖动,设计了一种反馈式的发送调度器,利用采用优先级+轮询的调度方式,可以根据Ji...     

基于混合策略的AFDX分布式网络管理模型研究与实现

针对传统的网络管理模型不能满足航空电子AFDX网络管理的具体要求这一问题,提出了基于混合策略的AFDX分布式网络管理模型;通过设计策略进程和构造系统的功能模块,搭建了模型的主体框架;实现了基于混合策略的AFDX分布式网络管理系统,该系统能够监测到各种网络性能参数,对网络管理模型进行评估,进而调整AFDX网络的体系框架结构和管理策略,增强了AFDX网络管理的可操作性,大大提高了网络管理的自动化和智能化,满足了航空电子综合化网络的发展需要。     

AFDX终端测试技术的研究与实现

AFDX(航空电子全双工切换以太网)作为大型客机和运输机上的主流机载通信网络,其应用越来越广泛,对AFDX网络及设备的测试需求也必将与日俱增;针对这一需求,提出了一种AFDX终端测试技术的实现方法;该方案使用大规模FPGA和高性能嵌入式处理器,实现了一个AFDX终端系统及终端测试功能;应用结果表明其较好地满足了航空电子网络数据传输的实时性和可靠性需求,并能对AFDX网络的功能和主要性能指标进行测试;该测试终端具备最大128个虚拟链路、1~128ms带宽分配间隙,可进行协议解码分析、故障注入与检测、误码率测试以及IRIG-B时戳等测试功能。