AFDX网络端系统芯片架构的研究与设计

实时性、确定性和高可靠是航空电子全双工交换以太网(AFDX)网络的技术特点.在对ARINC664Part7协议研究的基础上,提出一种采用专用数据通道的系统架构,并在不同通信模式下对该结构进行分析.与国外参考设计相比,该系统架构缩短了协议处理的时间和数据拷贝,大大降低主机的系统开销,便于芯片物理实现.最后基于该系统架构进行芯片设计,芯片实测结果表明,该系统架构完全满足AFDX网络实时性、确定性的系统要求,方案行之有效.     

AFDX终端系统实现方案研究

航空电子全双工交换式以太网(AFDX)作为一个网络协议,用来定义各航空电子子系统之间进行数据交换所应遵循的电气要求和协议规范;它是在IEEE802.3以太网技术的基础上增加了一些特殊的功能来提供一个具有确定性服务保证的网络;该方案首先对AFDX网络的组成结构进行了简单的介绍,然后根据对AFDX协议规范的研究,分析了AFDX终端系统的工作流程和性能指标,最后提出了终端系统的硬件设计方案;为了使终端系统设计达到最优性能,文章还给出了软件设计方案。     

基于AFDX终端系统测试的研究

AFDX是为满足商用航空飞行器对高传输速率、健壮性和兼容性的要求,同时为降低成本,并缩短开发周期,空客公司充分利用商业货架COTS硬件产品形成的确定性网络.在新一代的飞机研制中,航空电子系统是大型客机系统的重要组成部分之一,是大型客机的大脑和神经中枢,丽AFDX网络是航空电子系统的枢纽和核心.在实际应用中,由于AFDX终端系统的性能指标直接影响着整个系统的传输性能,因此需要对AFDX终端系统的性能进行综合测试.为此,文中构建了一套AFDX终端系统的测试方法,并对其软硬件及测试方法进行了详细介绍.     

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。     

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。     

航空全双工交换式以太网探究

针对传统航空总线不能满足下一代航空电子系统对高速和实时性数据通信的要求,提出航空全双工交换式以太网（AFDX）。描述AFDX通信网络的特点、结构、通信机制和协议栈,并给出AFDX终端系统和网络交换机的设计思路,阐明硬件结构和软件流程,对AFDX通信网络的研究具有一定的参考和推广价值。     

一种小型化低功耗AFDX端系统的设计与实现

为满足航空电子系统对小型化、低功耗设计的要求,基于ARINC664 Part7标准和具体功能性能要求,设计实现了基于SOC芯片的AFDX端系统。搭建了测试验证平台,对AFDX端系统的功能性能指标进行了测试,测试结果表明,该AFDX端系统完全满足设计需求。     

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。     

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。