AFDX 网络系统监控设计与实现

航空电子全双工交换式以太网AFDX (Avionics Full-Duplex Switched Ethernet)作为一种新型航空总线技术,因具备高实时性、高稳定性、可扩展性等特点已在空客A380等大型商用飞机上进行了成功应用,并将成为新一代飞机的主流通信网络。如何对AFDX网络的性能进行有效地测试验证将会直接影响着航空电子系统的平稳发展。本文通过分析AFDX网络系统工作过程,提出了一种基于并联方式数据采集的网络监控方案,系统授时精度高、同步性强。通过实际测试验证,该系统可以有效地对AFDX网路系统的实时性和可靠性等性能进行测试评估。     

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。     

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网络系统建模与仿真实现

对于AFDX这种新型航空数据网络系统,采用网络仿真技术对其进行实时性和确定性研究是非常必要的。实现AFDX系统的仿真,首先需要AFDX的网络仿真模型,建模成为了仿真系统实现的核心问题。在研究和分析AFDX系统及仿真需求的基础上,采用UML语言,并运用例图、类图、状态图和动态序列图建立了完整的AFDX网络仿真模型,并依据所建的模型实现了AFDX网络系统的仿真。通过仿真分析了AFDX网络端到端的时延和抖动,验证了AFDX网络的性能。     

AFDX网络中SkewMax的研究

航空电子的综合化、模块化和网络化是新一代航电系统的特点.基于以太网技术的AFDX(Avionics Full Duplexed Ethernet)具有强实时性、高可靠性和延迟确定性等特点,普遍应用于航空领域如空客公司的A380,A350,A400M以及渡音公司的B787等机型上.为此美国航空无线电公司定义了一种航空专用以太网的通信协议标准--ARINC 664 Part7,该协议是IEEF802.3的一个子集.SkewMax参数应用于AFDX网络终端系统的余度管理中,它表示接收到的一帧的两个复本之间的最大的时间间隔,是影响AFDX网络性能的重要因素.介绍了机载通信网络的发展以及AFDX网络的产生,并概括了AFDX网络的特点,然后对ARINC 664 Part7协议中关于SkewMax的内容进行了深层次剖析,并针对终端系统的接收端多个虚链路,多个SN(Sequence Nubmer)号余度帧之间的SkewMax的测量,提出了一种有效的解决办法,对于AFDX网络的设计和测试有一定参考价值.     

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。     

航空电子全双工交换式以太网故障注入方法研究

航空电子全双工交换式以太网(AFDX)是成功应用于新一代大型飞机的新型航空数据总线.针对AFDX适航性及网络容错性能研究的需要,开展了有关AFDX网络故障注入方法的研究.在AFDX实验系统上,通过软件方法进行动态故障注入,测试AFDX网络对注入故障的响应,验证了AFDX网络的可靠性、健壮性及容错性能,并为进一步研究AFDX网络性能及故障诊断提供了大量测试数据,对深入开展AFDX适航技术研究打下了基础.     

基于AFDX总线的A320模拟器硬件仿真方案研究

AFDX总线是一种全双工、高数据率、双冗余的总线,现已被应用于新一代飞机,它具有可靠性高、稳定性和实时性好的优点.针对其优点,提出了一种以AFDX总线为通信协议的驾驶舱仿真方案.该方案以AFDX交换机为核心,用模块化划分各个终端系统(ES)并建立网络系统,交换机负责整个网络的终端系统间的数据管理.在此基础上提出了整个模拟器系统的总体结构,驾驶舱硬件仿真设备终端系统的接口电路设计,并进一步提出数据传输协议以满足传输实时性的要求.     

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。     

一种飞行试验AFDX航电系统的采集网络时延测试方法

全双工交换以太网AFDX正逐渐取代传统的1553B,成为新一代航电系统的构架协议;AFDX总线具有以太网的时延特点;飞行试验对航电系统的采集网络数据时间延迟测试有特殊的需求,针对飞行试验测试的特点,提出了一种飞行试验AFDX航电系统的采集网络时延测试方法,解决了航电AFDX采集网络时延测试难题;通过对某试验机的AFDX采集网络时间延迟测试,提高了飞行试验某AFDX航电子系统的试验计算精度,证明了该方法在工程中的有效性.     

AFDX网络测试技术研究与实现

近年来,航空电子全双工交换式以太网(AFDX)是使用广泛的新一代航空总线;国内对其研究缺乏相关技术支持;传统AFDX网络测试技术存在数据交互测试准确性差、测试时间长、人员开销大、测试数据层深度匮乏等问题,针对上述问题形成的原因,提出AFDX网络测试3+1整合法设计;采用数据整流测试技术(DVSER)、动态特征交互绑定技术(HDBD)与数据智能定位技术(HGYD)对产生的问题进行针对性解决;通过仿真实验测试证明,提出的AFDX网络测试3+1整合法的各项测试数据优于传统测试方法。     

航空全双工交换以太网冗余管理机制研究

围绕AFDX系统中的冗余管理问题,针对冗余帧发送时间间隔SkewMax,进行了较为深入地分析与研究,利用Network Calculus对AFDX网络进行建模,并定量分析其数据包的延迟抖动,提出了较为有效的冗余管理算法SKRM。然后,运用时序自动机模型的验证工具UPPAAL,对所提出的SKRM冗余管理算法进行仿真验证。结果证明,SKRM冗余管理算法是有效的,可以保证航电网络数据传输可靠性要求。     

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。     

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交换机管制功能测试方法的研究与设计

管制功能是AFDX交换机的特有功能,是保证AFDX网络数据传输确定性及可靠性的基础。对管制功能原理进行分析和研究,在此基础上提出了基本管制、带抖动管制及无效帧管制的测试方法,设计了测试用例。测试结果表明该测试方法可行有效。