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。     

基于AFDX的航空数据网络终端设备设计

AFDx(航空电子全双工交换以太网)技术作为目前最为先进的航空网络技术之一,推动着商用飞机高速航空数据网络的发展.基于AFDX协议的特点,对协议栈的硬件实现方案和软件实现方案进行比较和分析,在此基础上设计了应用FPGA和DSP技术的AFDX关键端设备方案,提出AFDX主网与传统ARINC429子网间协议转换的实现方法,...     

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和PCI的AFDX终端接口卡设计

航空电子全双工交换式以太网(AFDX)是在商用以太网的基础上经过改进实时性和可靠性建立起来的.依据ARINC664规范第7部分对终端接口卡时延和抖动的性能要求,提出基于FPGA和PCI的AFDX终端接口卡的整体设计方案,对发送和接收模块等关键模块进行了设计,并分析了PCI接口驱动程序.测试结果表明,该接口卡实时性好、传...     

基于FPGA IP核的AFDX与ARINC429总线转换接口设计

航空电子全双工交换式以太网(AFDX)是下一代航电系统的主干连接网,ARINC429是一种在航空电子系统领域中较成熟的总线标准,在某些分系统内仍然被采用;如何实现这两种总线的转换是目前航电系统的关键技术之一;利用设计的AFDX 协议和ARINC429 协议的IP核,完成了两种总线协议的相互转换;从AFDX数据帧中解析出429数据字,或者将429数据字添加到AFDF协议各层首部组成AFDX帧;通过Modelsim SE的RTL级的仿真和FPGA的实物测试,结果表明AFDX协议帧和ARINC429数据字可以相互转换,验证了IP核及总线转换接口设计的正确性。     

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。     

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。     

基于FPGA的关键词识别系统实现

随着微电子技术的高速发展,基于片上系统SOC的关键词识别系统的研究已成为当前语音处理领域的研究热点和难点。运用Xilinx公司ViterxII Pro开发板作为硬件平台,结合ISE10.1集成开发环境,完成了语音帧输出、MFCC、VQ和HMM等子模块的设计;提出了一种语音帧压缩模块架构,有效实现了语音帧信息到VQ标号序列的压缩,实现了由语音帧压缩模块和HMM模块构建的FPGA关键词识别系统。仿真实验结果表明,该系统具有较高的识别率和实时性,为关键词识别系统的FPGA硬件电路的实现研究提供了实例。     

基于NS2的802.11n D信道模型实现

分析马尔科夫随机过程信道建模机制,研究802.11n信道建模方案,基于查找信道容量、误包率、信噪比三者之间对应关系表格的方法,在NS2软件中实现802.11n D信道模型仿真模块。通过比较NS2仿真结果和TGn参考模型验证该模块的准确性,为后续相关802.11n协议的研究与改进提供有效的物理层信道仿真基础。     

基于FPGA的TOE网卡设计与实现

为进一步减轻CPU的负担,有效增加系统性能,描述一种基于FPGA的TCP减负引擎系统的设计与实现。该TOE网卡将部分TCP协议软件处理下移到FPGA中实现,以硬件的方法实现报文分类和TCP流还原等流量处理功能。实验数据表明,使用TOE网卡可以大幅降低主机的CPU占用率。     

数字图像DCT变换的FPGA实现

图像DCT变换由于计算量大,软件实现往往难以满足实时处理的要求,基于FPGA在硬件上实现了图像的DCT变换。设计采用了2D-DCT的行列分解结构,在两级1D-DCT之间引入双RAM结构,通过乒乓操作保证了前后级DCT运算的并行性,提高了运算速度。整个模块使用Verilog HDL建模,通过ModelSim编写激励对逻辑功能进行了验证,最后在Quartus II上通过了综合编译,设计优化后下载到Altera EP2C70F896C6芯片上进行实现。结果显示,该模块功能结构正确,可作为一个独立单元集成在图像的实时处理系统中。     

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。     

基于FPGA和ARM的现场总线设备

根据现场总线的特点,提出一种基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)和高级精简指令集机器(ARM)的现场总线设备设计框架。FPGA负责完成协议栈链路下层逻辑和物理线路控制逻辑,该部分功能有严格的时延限制,ARM负责完成协议栈链路上层逻辑和网络层以上所有层逻辑,该部分功能有稍微宽松的时延限制。实验结果表明,该设计框架能够满足通信、互联和实时性要求。     

LTE协议栈中ASN.1模块的设计与实现

开发长期演进(LTE)协议必须实现针对无线资源控制(RRC)消息的ASN.1编解码模块,但传统的ASN.1编解码方案函数调用频繁,编码效率较低。为此,分析LTE协议栈的软件需求,提出一种ASN.1编解码模块设计与实现方案。该方案采用模块化设计,从而简化函数调用、提高编码效率。在TD-LTE无线综合测试仪的协议栈软件中实现并进行测试,结果表明,该方案可实现对RRC消息的编解码。