航空电子全双工交换式从太网标准研究

介绍AFDX的标准化文档ARINC 664系列规范的构成与发展过程,以及国内外在交换式以太网的平台电子应用领域的研究和标准化的进展情况,重点阐述为了适用航空电子"(时间)确定性网络"的需求,相关的规范(主要是ARINC 664第7部分)对网络流量控制与调度机制的实时性能保证机制的标准化规定,并展望经过实时性能改造的交换式以太网技术及其标准化工作在我国发展大中型飞机中的应用前景.     

1553B总线监视器系统软件设计

1553B总线是一种集中式控制的串行总线型网络，其组成包括一个总线控制器、若干远置终端，还可以包括总线监视器。本文详细介绍了1553B总线监视器系统软件的设计，探讨了设计中需要注意的几个问题。     

基于使命任务分解的航空电子跨平台通信组织与仿真

在先进的综合化航空电子系统设计中,跨平台通信的组织将直接体现使命任务的需求。通过功能流程框图将航空电子系统使命任务各个阶段分解为功能组件,给出了一种功能组件之间跨平台信息交互的组织方法,并采用移动自组织通信的方式实现。将某任务片段中的空中图像信息传输作为模拟案例,使用OPNET软件进行仿真研究。仿真结果表明,该方法根据任务的特性设定平台之间的动态通信过程,与没有经过使命任务分解设计的对照组相比,在同等发射功率下能够有效地降低误码率。     

光纤统一网络及其核心技术 新一代军用航空电子系统

几十年来,航空电子系统结构经历了离散式、集中式、联合式和综合式的演变过程。作为当前航空电子系统主要形式的综合式系统结构,仍处于发展和演变之中。从数据传输和任务处理的综合,正在向信息乃至信号之间更深层次的综合方向发展,即经历着从数据信息处理的综合、数据融合,到传感器综合的过程。美国的“宝石柱”和“宝石台”计划以及先进航空电子结构研究计划所推出的综合化结构,已在现役战斗机F—22中得以应用,并将进一步用于下世纪的联合攻击战斗机（JSF）。JSF的航空电子系统设计在借鉴了F—22航空电子经验的基础上,不仅对处…     

基于OpenFlow的AFDX网络虚拟链路动态优先级接纳控制

为了在航空电子全双工交换式以太网(AFDX)中更加灵活地对虚拟链路(VL)实行接纳控制,将OpenFlow引入AFDX网络中,建立了相应的网络模型、消息模型和流量模型。利用网络演算方法分析了优先级VL在基于OpenFlow的AFDX网络中的端到端延迟上界,结合粒子群优化算法,提出了动态优先级接纳控制算法。理论分析结果表明:与动态非优先级接纳控制方法和传统静态优先级分配方法相比,本算法的消息延迟分别降低了49.2%和26.4%,并且本算法能够更加灵活地对VL实行接纳控制,提高网络资源的利用率。最后通过仿真对理论分析的结果进行了验证。本算法为提高接纳控制方法的性能提供了参考,增强了AFDX网络的通信效率与实时性能。     

AFDX虚拟链路路径实时寻优算法

航空电子全双工交换式以太网(AFDX)使用虚拟链路(VL)进行消息数据流通信,为提高AFDX的网络实时传输性能,以VL路径配置寻优为基础,提出了一种基于遗传算法的AFDX VL路径优化算法(POGA)。POGA以提高网络实时性为优化目标,并综合考虑网络负载均衡,以VL的路径信息作为染色体,通过遗传算子进行遗传寻优操作,选择促使AFDX网络实时性能最优的VL路径作为优化结果。利用仿真优化方法对POGA进行了实现,在典型AFDX网络1 000条VL的配置下,与负载均衡算法和最短路径算法进行了分析对比,结果显示分别有76.4%和77.4%的VL的传输实时性得到了增强,网络的实时传输性能分别提高了13.2%和12.9%。     

基于AFDX的航空电子系统可调度性分析

航空电子全双工交换式以太网(AFDX,Avionics Full Duplex Switched Ethernet)是新一代大型飞机机载网络的首选方案,构建其上的航空电子系统应保证强实时应用在时限内完成.针对现有AFDX实时性研究仅给出网络延迟上界的不足,综合考虑了任务的响应时间以及实时消息在AFDX网络中的传输延迟.建立了使用AFDX网络的航空电子系统模型,分析了分布式任务序列的整体时间需求.应用全局分析思想,给出任务序列的最坏情况响应时间,为系统实时性的评价和优化提供了理论依据.仿真结果表明该分析给出了紧凑的任务序列响应时间上界.     

航空电子限时令牌太赫兹互连的实时性能分析

在航空电子设备内部采用太赫兹通信技术实现cm级的板间或芯片互连可以减少引脚和接插件,缩小电子设备的体积,并降低维护成本。针对采用全向天线收发和开关键控（OOK）调制的近距离太赫兹通信网络,通过考虑分子吸收噪声和损耗的点到点通信链路分析,给出太赫兹信道容量计算结果;结合节点间的限时令牌多路访问协议,依据信道容量采用服务曲线模型进行最坏情况下总流量分析（TFA）和隔离流量分析（SFA）;充分考虑概率保证下应用层通信任务的突发度,得到限时令牌太赫兹互连的实时性能分析方法。案例研究表明：相较于时分多址（TDMA）方式,基于限时令牌协议的无冲突多路访问机制可以适应物理层容量和应用层负载的随机变化,保证了更小的延迟,有利于实现航空电子芯片间和板间的太赫兹互连组网和实时通信。     

基于贪婪随机自适应搜索法的TTE通信调度算法

时间触发以太网（TTE）采用全局时间触发机制,使通信任务传输具有严格的时间确定性和无冲突性,适用于航空电子等混合关键应用领域。TTE网络提供3种不同的流量类型:具有低抖动和有界端到端延迟的时间触发（TT）流量,有限制端到端延迟的速率约束（RC）流量和无实时性保证尽力传（BE）流量。针对可满足性模理论（SMT）等调度算法在生成TT流量离线时刻调度表的过程中,未综合考虑TT流量路由和时刻调度表对RC流量延迟产生影响的问题,为了优化TTE网络实时性能,提出了一种基于贪婪随机自适应搜索算法的TTE通信任务调度算法。在TT流量离线调度表的生成过程中考虑了RC流量的最坏端到端延迟（WCD）,在保证TT流量满足可调度性的前提下,通过路由规划和调度时刻表规划降低了RC流量的WCD。对比实验结果表明:所提算法可以有效的提升整网的实时性能,通过A380拓扑组网案例的对比分析,RC流量的平均延迟减少了14.34%。网络中流量规模越大,所提算法的收益越大。      

LTPB接口控制文件ICD的有效性判定

ＩＣＤ文件反映了电子综合系统的数据流特征,保证航电系统综合成功的一个要素是数据流完整、实时的传输。介绍了接口控制文件ＩＣＤ的制定方法。从网络协议、消息参数出发,对网络传输特性进行了深入研究,在给出合理的网络参数设置方法的基础上,提出了ＩＣＤ文件定义的数据流完整、实时传输的充要条件和工程实用的判定方法。