基于片上网络的路由模型研究

主要探讨了片上系统网络目前的发展状况和趋势,研究了片上网络模型的拓扑结构和通信方式以及功耗.着重设计了一个片上网络的路由器模型.此路由器基于2D Mesh网络,有简洁,高效的特点.     

基于NIRGAM的片上网络性能仿真

采用虫孔交换和虚拟通道技术的片上网络系统(NoC)能极大地降低传输延时,防止微片拥塞,增大网络吞吐率,从体系结构上解决了总线通信技术的瓶颈。片上网络的虚拟通道由多个缓冲区组成,其数目直接影响芯片的面积,必须通过仿真得到面积和缓冲区数目的平衡。使用NIRGAM仿真器对不同缓冲区数目的 2D Mesh片上网络进行了仿真,对其源代码中几个重要参数提出了修改建议,仿真结果表明,在本文配置的通信情况下缓冲区深度为4微片时NoC系统整体性能最好。     

基于多令牌协议航电WDM光环网波长分配方法

 针对航空电子光网络的实时性问题,建立了航空电子波分复用(WDM)环网模型,以实时消息流矩阵作为网络的输入,依据静态光网络最小化波长数目的优化目标,提出了一种基于多令牌协议的光网络波长分配方法,并推导了航电光网络中光通道的端到端传输时延计算公式。通过对理论计算和仿真结果的分析,此协议下的波长分配方法在网络中可以实现波长重用,比传统环网的波长数目平均降低了58.1%,优化了波长数目,并且多令牌控制协议满足航空电子网络对消息实时性的要求。此方法对于航空电子光网络的设计与性能分析具有参考价值。     

AFDX端系统发送单元的研究与实现

AFDX网络已成为客机、运输机综合化航空电子系统的主干网络,AFDX端系统(ES)是其重要的组成部分。介绍了ARINC664标准对ES设计关键的虚拟链路、子虚拟链路、带宽和抖动要求,论述了ES发送单元的结构、组成和流程分析,重点描述了虚拟链路和子虚拟链路的发送调度机制和实现方法。采用FPGA实现了AFDX端系统发送单元的功能目标,为研制自主化的ES产品奠定了基础。     

基于控制分配的恒压腔压力精准控制

针对采用双阀调节的恒压腔系统压力在空气流量大范围变化时的精确控制问题,提出了一种基于控制分配的恒压腔压力精准控制方法。首先,建立了虚拟放气流量的双阀控制分配算法,包括：建立满足虚拟放气流量要求且调节阀能耗最小的优化问题;通过线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequality, LMI)求解该优化问题得到双阀实际流通面积值;考虑调节阀动态并计算调节阀控制信号指令值。其次,建立以虚拟放气流量为恒压腔控制输入的闭环负反馈回路,基于此,设计满足伺服性能和抗干扰性能要求的PI控制器,引入上述双阀控制分配算法,进而构建完整的基于控制分配的恒压腔压力控制系统。仿真结果表明,采用该方法的控制系统性能明显优于传统单阀PI控制系统性能,恒压腔压力动态相对误差小于0.07%;干扰流量最大变化率为77kg/s2时,压力最大偏差低于500Pa;此外,调节阀动态时间常数和流量系数的拉偏仿真结果进一步验证了该控制器的鲁棒性。     

面向航天器系统级测试的虚拟测试方法及应用

航天器总体设计正确性和接口实现正确性的及时验证,是提高航天器这类复杂系统可靠性的重要手段。本文提出一种基于模型检测的虚拟测试方法。方法采用窗口树模型(WTM)对复杂系统进行建模,采用状态转移图(STG)作为系统规约刻画系统行为的正确性。方法通过提出基于自动机的模型检测机制,实现了一种面向航天器系统级测试的虚拟测试平台(VTP)原型系统。该平台支持虚拟测试准备、虚拟测试执行和虚拟测试评估等功能,模拟并实现复杂系统总体设计正确性的验证和接口实现正确性的验证。     

SpaceWire冗余热备份网络设计及分析

SpaceWire是由欧空局专门面向航天应用提出的新一代高速数据总线技术,在链路故障检测、故障恢复等方面得到了加强.为了解决链路拥堵和减少网络传输延时,SpaceWire-D提出了在网络中流通时间码、调度表的运作机制.由于航天领域对网络可靠性有着严格要求,路由器作为网络中不可缺少的组成部分,基于路由器的网络可靠性设计具有重要价值.本文通过对SpaceWire路由器和SpaceWire-D标准的研究,提出将SpaceWire-D标准时间码保留位的其中一位与路由器转发时间码模式切换有机结合的方法,实现SpaceWire网络冗余热备份功能,从而提高SpaceWire网络的可靠性.     

帧中继网络的一种拥塞控制机制

介绍一种帧中继网络的拥塞控制机制－输入速率控制机制，它采用漏桶算法（或令牌管理算法）调节从源节点到网络节点的数据流量。着重介绍了该输入速率控制机制的实现机制并作了性能分析。依据帧中继子网络的拓朴结构，进行理论分析和计算机模拟，给出了不同参数下的各项性能曲线。     

基于非线性虚拟材料法的栓接结合部动态特性分析

在航空航天领域,栓接作为最可靠的机械连接方式之一,广泛应用于箭上各类仪器设备的安装、航空发动机的连接法兰以及机翼与机身主结构的固定等场景,栓接结合部的动态特性对航天器结构可靠性以及箭载仪器仪表的输出精度都有重要的影响。基于分形理论,提出了一种基于非线性虚拟材料法的栓接结合部模型,将结合部看作由结合部上部分、结合部下部分及中间非线性虚拟材料层三部分组成。采用区域逼近法对栓接结合部进行区域划分,计算出各区域非线性虚拟材料的等效弹性模量、剪切模量、泊松比和密度特征参数,并推导出接触表面压强与虚拟材料特征参数的函数关系。设计L形组合件的模态试验验证所提出模型的有效性,通过与传统虚拟材料法理论结果的对比,非线性虚拟材料模型最大误差为8.80%,结果远远优于传统虚拟材料法,验证了所提出模型的准确性。     

光纤通道在基于MIL-STD-1553的航空电子系统网络中的应用

光纤通道作为新一代的航空电子系统通信网络技术,具有传输速度高、延时低、传输距离远和可靠性高等特性,高达4G bps的数据传输带宽,为其上层通信协议提供了一种通用的高速率的数据传输通道。FC-1553作为光纤通道上层通信协议之一,对MIL-STD-1553通信协议具有完全的兼容性,它继承了传统MIL-STD-1553通信协议的基本特征,实现了向光纤通道链路层的映射,从而扩展了通信网络的结构,提高了网络的通信能力。本文首先介绍MIL-STD-1553和光纤通道的基本特性,然后描述在光纤通道中对1553通信协议的映射,最后,提出了基于光纤通道和MIL-STD-1553的航空电子系统通信网络结构。