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网络应用关键技术分析与研究

研究了基于AFDX网络的航空电子系统的特点;提出了AFDX网络顶层设计所涉及到的几个关键技术,包括网络拓扑、网络时统、网络加载、网络管理、网络配置和网络监控,并对每个关键技术进行了分析与研究;最后指出这些关键技术对基于AFDX网络的飞机航空电子系统设计具有重要的参考价值.     

基于FPGA的ARINC664/AFDX端系统设计

ARINC664标准是ARINC组织为下一代航空电子系统数据传输所定义的一个确定性航空电子数据传输网络标准.其中第7部分定义了一个确定性航空电子设备全双工交换以太网(AFDX),由航空电子设备子系统、AFDX端系统、AFDX互联网络等三部分组成.AFDX端系统是其它两部分之间的通信接口,极为重要,在分析研究该协议的基础上给出了一种可行的AFDX端系统设计方案.     

AFDX网络协议研究

介绍了AFDX网络的产生背景及发展历程;解析了ARINC664规范各个部分的功能及与开放式系统参考模型的关系;总结了AFDX网络相对于商用以太网的特点和AFDX网络与机载系统的关系,通过对AFDX在A380等飞机上的应用研究,归纳了基于AFDX网络的航空电子系统的特点.AFDX网络已成功应用于工程实践,该网络具有完整的协议结构,具有高实时性、高确定性和高可靠性的特点,是一种新型的机载网络总线.     

AFDX应用程序设计与实现

航空电子全双工交换式以太网(AFDX)是在新一代大型飞机上应用的新型航空数据总线;AFDX已成为国内外先进民用飞机的核心总线,对其开展广泛深入的研究是非常必要的;针对AFDX性能和适航性研究的需要,首先建立了一套AFDX实验系统,在此基础上,采用Visual C++开发了AFDX应用程序;在实验系统上,该应用程序通过大批量数据发送、接收,验证了AFDX应用程序设计的正确性,在此基础上,通过对数据帧总数及字节数的统计分析,进一步验证了AFDX网络传输的可靠性,并为研究AFDX的确定性、可靠性等提供了大量的测试数据,满足了设计需求。     

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。     

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网络协议研究

介绍了AFDX网络的产生背景及发展历程;解析了ARINC664规范各个部分的功能及与开放式系统参考模型的关系;总结了AFDX网络相对于商用以太网的特点和AFDX网络与机载系统的关系,通过对AFDX在A380等飞机上的应用研究,归纳了基于AFDX网络的航空电子系统的特点;AFDX网络已成功应用于工程实践,该网络具有完整的协议结构,具有高实时性、高确定性和高可靠性的特点,是一种新型的机载网络总线。     

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。     

一种基于数据流分析的故障序列生成方法

故障注入是一种测评容错机制的有效方法,它通过有意识地向目标系统引入故障来加速测试容错机制的试验过程.目前大多数故障注入实验中采用的故障序列都是通过随机抽样获取的,容易造成故障潜伏,从而导致容错机制的评测结果不准确.本文提出一种基于数据流分析的故障序列生成方法.提出<故障注入位置,故障注入时间,故障类型,故障掩码>的单粒子故障模型.在此基础上,通过数据流活跃变量分析计算得出故障注入位置属性,以及定值-引用分析确定了故障注入时间属性.并以PowerPC8548处理器和它对应的Trace模拟器为实验平台,验证了该故障序列生成方法具有90%以上的失效加速比,较好地解决了故障潜伏问题.     

故障注入及故障状态实时观测的多总线测试系统

武器系统对可靠性要求较高,这就意味着系统本身要对各种突发故障具有一定的容错能力。为了检测并提升系统容错能力,需要在总线测试过程中加速系统故障生成,因此故障注入系统的设计尤为关键。本文旨在设计这样一套系统,该系统将武器领域中使用较为广泛的1553B总线以及RS422总线进行集成,具备更广泛的适用性。系统包含上位机软件以及故障注入模块,两者间利用以太网通信能够实现人工设定的故障注入以及故障状态的实时观测。最后,故障注入系统的有效性得到了验证。     

FISDR:一种新的故障注入无线传感器网络性能评估系统

在无线传感器网络WSN中,可靠性和容错性是评价WSN稳定性的重要指标。在WSN的实际应用中常会发生很多故障(Fault)和干扰,采用故障注入FI技术可以向WSN人为地注入这些故障和干扰,通过观察注入故障后网络的反应来评价网络的可靠性和容错性,从而对网络机制进行改进来提高网络的可靠性和稳定性。本文提出的FISDR是一种采用故障注入的WSN性能评估系统,基于软件故障注入方法,采用一对一的方式通过特殊接口与WSN节点连接,向WSN节点注入故障命令。该系统一是可以有效地向WSN注入各种实际应用时可能遇到的故障和干扰并观察网络运行的状况;二是可以接收包括WSN节点和其它各种设备通过特殊接口发来的数据,并将其存储;三是配有上位机软件对网络拓扑结构进行监控、对传输成功率进行统计并对存储的大量信息进行分析,从而对WSN网络及其可靠性做出评价。本系统在一栋五层办公楼分别用数十个WSN节点和FISDR节点做实验,实验内容包括使用FISDR向WSN注入大规模的故障并统计网络的反应状况,验证FISDR故障注入的效果,从而对FISDR的性能进行测试和分析。实验结果表明,FISDR可以有效地向WSN注入各种故障以评价其可靠性,在测试WSN及其可靠性评价方面有很高的应用价值。     

基于软件故障注入模型的容错软件可靠性评测

为了灵活准确地用故障注入技术对容错软件进行可靠性评测,通过对故障注入及容错软件可靠性评测的分析,采用分布式结构,提出了一个动态生成一静态存储一动态触发的故障注入模型,它将故障生成和故障触发分开在不同的机子上实现,从而在保证评测准确性的前提下,解决了故障需求复杂、故障生成困难及目标系统额外负载过大等问题,实现了一个较为理想的故障注入模型;最后,通过在航天某型号容错软件上的试验,证明了该模型的可行性。     

龙芯1号处理器的故障注入方法与软错误敏感性分析

在纳米级制造工艺下以及在航天等特殊应用场合中，可靠性将是处理器设计中的一个重要考虑因素．以龙芯1号处理器为研究对象，探讨了处理器可靠性设计中的故障注入方法，并提出了一种同时运行两个处理器RTL模型的故障注入与分析方法，可以实现连续快速的处理器仿真故障注入．在此基础上，进一步分析了龙芯1号处理器的软错误敏感性，通过快速注入大约30万个软错误，保证了分析结果具有较好的统计意义，可以有效指导后续的容错与可靠性设计．     

一种模型驱动的协议测试故障注入引擎设计

故障注入是一种测试协议实现容错能力的有效方法,而基于模型的故障描述方法能够提高测试的可视性和有效性。提出一种面向协议测试的故障注入引擎,并采用模型驱动的方法,通过测试模型指导故障注入活动,具有移植性强、简便高效等特点。     

Linux平台上软件实现的PCIE总线故障注入系统

高端服务器广泛采用PCIE总线作为I/O接口提供网络、存储等服务,PCIE总线故障会严重影响服务器提供可靠的服务.为了测试高端服务器的软硬件系统对PCIE总线故障的容错能力,阐述了基于软件的故障注入思路,设计并实现了基于软件的故障注入系统.经过实验,收集了一些测试数据,验证了故障注入系统的有效性,并分析了实验系统对PCIE总线的容错机制.     

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。