AFDX实时流量的时间确定性中间件接入模型研究

为保证COTS平台下的航空电子应用在航空电子全双工以太网(AFDX)上的时间确定性接入,设计了AFDX网络实时流量的中间件接入模型。通过基于中间层驱动过滤机制的协议转换,实现了双边网络的协议对接,并给出了帧顺序号(SN)的插入方法;通过对虚拟链路(VL)在时间上进行有效分配,避免了速率受限的数据流对物理链路的争用,在实现单条VL的BAG整形基础上提出了使实时流量抖动最小的VL复合时间调度算法。搭建典型实验环境对该模型进行仿真实验,结果表明,中间件模型能准确地实现数据帧TCP/IP协议与AFDX协议格式的相互转换,且该时间调度算法大大减小了VL复合所产生的抖动,保证了数据流传输的时间确定性。     

AFDX实时流量的时间确定性中间件接入模型研究

为保证COTS平台下的航空电子应用在航空电子全双工以太网（ AFDX）上的时间确定性接入，设计了AFDX网络实时流量的中间件接入模型。通过基于中间层驱动过滤机制的协议转换，实现了双边网络的协议对接，并给出了帧顺序号（ SN）的插入方法；通过对虚拟链路（ VL）在时间上进行有效分配，避免了速率受限的数据流对物理链路的争用，在实现单条VL的BAG整形基础上提出了使实时流量抖动最小的VL复合时间调度算法。搭建典型实验环境对该模型进行仿真实验，结果表明，中间件模型能准确地实现数据帧TCP/IP协议与AFDX协议格式的相互转换，且该时间调度算法大大减小了VL复合所产生的抖动，保证了数据流传输的时间确定性。     

AFDX终端系统硬件设计与应用研究

本文在研究航空全双工交换式以太网(Avionics Full Duplex Switched Ethernet,AFDX)实时传输协议的基础上,分析了AFDX网络的组成架构,设计了双冗余AFDX终端系统的硬件系统,并分析了整个硬件系统的各个模块的设计和功能,为AFDX网络交换机的研发打下了良好的基础。     

基于CPCI接口的AFDX终端测试板卡通讯模块设计研究

本文在研究航空全双工交换式以太网(Avionics Full Duplex Switched Ethernet,AFDX)实时传输协议的基础上,分析了基于CPCI接口的双冗余AFDX终端测试系统通讯模块的设计原理,重点介绍了支持热插拔的CPCI接口电源电路分析、FPGA与PCI9030接口模块时序分析和在Windriver软件环境下的驱动程序的开发,为AFDX上位机底层驱动接口的开发和软件界面的开发以及AFDX交换机的研发打下了良好的基础。     

AFDX端系统协议软件设计与实现

网络作为航电系统的核心部分,其性能直接影响航电系统。AFDX网络是新一代航空电子系统的传输网络技术,具有高速、确定性和稳定性的特点。在深入研究AFDX网络协议的基础上,结合航电网络的实际应用,根据AFDX端系统关于冗余管理、完整性检测和VL隔离的特点,提出了一种AFDX端系统协议软件的设计方法。该方法通过采样、队列和SAP三类端口实现了AFDX标准数据的发送和接收功能,支持10(Mb.s-1)/100(Mb.s-1)的数据传输,并采用了VL管理、冗余管理和完整性检测方法,有效提高了数据传输的确定性和稳定性。多次的功能和性能测试表明,该软件设计方法实现了ARINC664 P7协议规定的AFDX端系统协议栈功能,具有良好的正确性和可靠性。     

AFDX端系统中冗余管理的研究和实现

新型客机、运输机选用AFDX网络作为综合化航空电子系统的主干网络,AFDX端系统(ES)作为通信接口是AFDX网络重要的组成部分.本文研究了ARINC664标准对AFDX-ES的设计需求,包括虚拟链路、冗余管理、完整性检测以及SkewMax等,分析了AFDX-ES的结构和数据收发流程,重点描述了冗余管理的调度机制和实现方法.采用FPGA实现并验证了AFDX-ES的设计需求,为研制自主化的AFDX端系统产品提供参考.     

AFDX构架及协议分析

从航空电子集成的角度描述了航空电子全双工交换式以太网(AFDX)通信网络的概念、结构、调度机制和协议栈,给出了AFDX端口和网络交换机的设计思路和实现方案,预计了采用AFDX协议总线构建航空电子系统时系统的失效概率.     

AFDX的分布式仿真

航空电子全双工交换式以太网(AFDX,Avionics Full Duplex Switched Ethernet)技术基于IEEE802.3以太网和TCP/IP通用原理,对于商用货架(COTS)网络化技术如何应用于未来飞机数据网络给出了定义[1],已经成为了一种新的航空电子数据网络标准。由于AFDX协议以及航空总线布局的复杂性,采用网络仿真技术可以大大缩短网络建设周期,减小网络建设的投资风险。为了模拟AFDX的网络性能,尤其是其在数据通信方面的高可靠性和高实时性,根据AFDX协议及其传输和交换原理,建立了基于高级仿真体系结构(HLA)的AFDX分布式仿真体系,并对各子系统的构成以及仿真执行流程进行了研究。通过对仿真结果的分析,验证了仿真模型的正确性,并表明仿真设计满足系统性能要求。     

基于AFDX网络的综合模块化航电故障注入技术

为了对综合模块化航空电子(IMA)系统的健康管理功能进行验证,给出了通过航空电子全双工交换式以太网(AFDX)进行故障注入的技术解决方案。在该方案下,提出了故障数据的配置管理方法,以及一种解决主机数据更新间隔、发送间隔与AFDX端系统定时器周期不匹配的发送策略,搭建了相应故障注入装置,开发了故障注入软件,通过实验测试说明了上述方法和策略的有效性。     

基于时隙分区的TTE任务调度算法研究

时间触发以太网(TTE)将通信任务通过合理的调度定时触发发送,保证了消息的实时性和安全关键性.提出了一种基于时隙分区的时间触发以太网任务调度算法,该算法通过获取网络拓扑结构中的交换机信息,对各端系统的时刻调度表进行分区,并根据TT流量路由配置信息将其发送时刻配置在相应分区中,从而保证了TT流量在物理链路中的无冲突传输.同时,该算法使分散的网络资源得以整合,减少了RC流量的延迟并且避免了网络资源的浪费.实验结果表明,所提算法在保证TT流量可调度的同时,具有网络资源整合和运算速度方面的优势.