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。     

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。     

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.     

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网络系统测试设计与实现

AFDX (Avionics Full-Duplex Switched Ethernet)作为新型航空总线技术,已经在空客A380/400M、波音B787等飞机上得到成功应用。AFDX网络的出现为航空电子系统的发展提供了一种高实时性和可靠性的解决方案。如何有效论证一个AFDX网络系统的实时性和可靠性成为了AFDX网络系统测试方面的一个重大课题。通过采用数 据收发,网络监控和故障注入的方式对 AFDX 网络系统的可靠性进行有效的评测,实现了一种 AFDX 网络系统测 试和评估系统。经过测试,该测试系统可以有效地对AFDX网络系统的可靠性进行评估和测试。     

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。     

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。     

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.     

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。     

AFDX网络TAP卡的设计与实现

AFDX是双余度、可确定的数据传输网络。TAP卡是将设备接入网络中,在保证原来的双向通信正常进行的同时,将原来两个方向的数据分别复制一份输出到TAP端口上。为了研究AFDX网络特性,对AFDX网络的数据和流量进行监控与分析。文中介绍了AFDX网络基本特性,重点描述了AFDX网络TAP卡的设计实现。该TAP卡利用标准的以太网PHY接入AFDX网络,通过FPGA逻辑对接收到的网络数据进行存储,并通过USB接口上传给主机软件。测试结果表明,该TAP卡能够在不影响网络传输的前提下,正确全面地对AFDX网络的数据进行监控。     

AFDX网络延迟计算方法

介绍了AFDX网络的关键概念,并指出应用此技术时必须给出数据帧延迟上界;分析了AFDX网络数据在端系统和交换机中的调度方法;研究了AFDX网络数据传输延迟的分布情况,提出了AFDX网络在最坏情况下的延迟计算方法;最后指出运用此方法可以对网络延迟进行仿真计算,据此进行网络参数调整,尽早优化系统设计。     

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。