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.     

航空电子全双工交换式以太网标准研究(续)

介绍AFDX的标准化文档ARINC664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ARINC664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。     

AFDX应用分析

AFDX 全称为航空电子全双工交换式以太网(Avionics Full Duplex Switched Ethernet,AFDX),它是为在航空子系统之间进行数据交换而定义的一种协议(IEEE 802.3和ARINC 664 Part7)标准,是基于ARINC429和1553B基础之上的一种总线通信协议规范(ARINC664).     

航空电子全双工交换式以太网端系统研究与设计

航空电子全双工交换式以太网(Avionics Full Duplex Switched Ethernet,简称AFDX)是新一代机载数据总线的最佳选择.AFDX端系统(End System,简称ES)是各个航空电子子系统和AFDX网络之间信息交换的接口部件,为信息在各个子系统和AFDX网络之间的传递提供了数据通道,是保障AFDX网络服务质量的关键.对AFDX端系统进行了深入的研究,基于ARINC664规范第7部分,提出了一种AFDX端系统的设计方案,并对端系统虚拟链路层进行了分析设计.在测试平台上对端系统的验证结果表明本文提出的方案可行,满足ARINC664规范要求.     

基于AFDX网络终端系统SoC的FPGA原型验证

基于商业以太网技术的AFDX网络,具有高带宽,低延迟,强实时性,高可靠性的特点已应用于在空客A380等型号上。ARINC664 Part7协议定义了AFDX网络的终端系统,交换机,以及通信机制。其中AFDX网络终端系统（ES,EndSystem）为航电系统上层应用与AFDX网络之间提供信息收发的通道。基于ARM9的AFDX—ESSoC是国内首款AFDX终端系统智能协议芯片,结合项目实践以SoC验证方法学为指导,以应用需求和ARINC664 Part7协议标准为依据,介绍了在FPGA环境下搭建验证平台,开发测试向量实施验证的过程,并对验证结果进行了分析,为成功流片提供了可靠保证。     

AFDX总线网络在CJ818飞机设计上的应用

以介绍我国"大型飞机重大科技专项"的立项和航空电子系统的发展为背景,描述了几种航空电子网络互连技术的发展和特征,并对美国ARINC664标准规范所阐述的航空电子全双工交换式以太网(AFDX)协议及关键技术做了简要提炼,及对AFDX在当前民用飞机航空电子网络的应用状况和特点予以描述。在此基础上提出了CJ818飞机的综合模块化航空电子系统网络架构的初步设计构想和工作原理,说明其作为"先进综合式"系统所具备的特点,总结了国内在航空电子研究领域内存在的差距。     

ARINC 664总线信号在线路延迟中的测试技巧

随着计算机的普及以及系统部件之间通信速度不断提高,网络通信因其低成本、数据传输快的优势得到广泛的应用.而航空电子技术的不断发展、完善,促使数据通信对传输带宽、可靠性和传输数据量等关键参数提出更高的性能要求,因此目前的通信手段已经从传统的总线式结构转向交换网络式拓扑结构应用,原来广泛应用的ARINC 429和MIL-STD-1553总线正逐渐被光纤通道(FC)和航空电子全双工交换式以太网(Avionics Full Duplex Switched Ethernet)、TTE总线等新一代航空总线技术所取代[1-3],并在国内多种型号上使用该总线技术.本文着重介绍ARINC 664总线系统中数据信号在线路延迟中的测试方法.     

基于样本路径分析的交换式以太网实时通信调度方法

在离散事件动态系统(Discrete Event Dynamical System, DEDS )有限摄动分析(Finite Perturbation Analysis, FPA)的理论框架下,通过样本路径(Sample Path),分析了实时数据包在以太网交换设备中多路复用排队的行为;根据各个通信任务不同的实时性与重要性指标,提出了数据包在发送节点上的保持(holding)延迟的调节机制,避免了交换机多路复用器过度地拥塞。在新的通信任务动态加入的情况下,该机制能够即时地规划调度,适用于信息一体化环境下,航空器等运动平台电子系统中,本地与远程接入的数据高动态交互的交换式以太网环境。     

AFDX交换机的ASIC设计和实现

文章介绍了符合ARINC 664规范第7部分的AFDX交换机的ASIC设计和实现。文章先简单介绍了AFDX交换机的特点以及与商用交换机的区别;着重介绍了AFDX交换机的系统结构和各模块的功能设计;最后介绍了ASIC芯片的设计过程和实现情况。测试结果证明,该交换机芯片满足ARINC 664的各项性能指标,且通过了TechSat ADS2的各项测试用例,同时也可实现器件国产化的需求。     

基于AFDX网络的SNMP协议实现

航空全双工交换式以太网(AFDX/ARINC664)是适用于航电系统信息传输的确定性飞机数据网路总线系统,目前广泛应用于各个机型的航电系统中。由于AFDX网络的确定性,需要对该网络的消息传输、故障检查等项目进行实时的监控管理,以维护该网络系统的正常运行。本文阐述了在某型直升机综合任务处理系统的开发过程中,使用简单网络管理协议(SNMP)对AFDX网络中各个设备的数据信息进行网络管理的设计与实现。     

ARINC659总线协议同步机制的研究与实现

总线的同步保证了设计能够正常工作,因此在通信系统中有着极其重要的地位。描述了ARINC659（Aeronautical Radio Incorporated,航空无线电组成公司的）总线规范,分析了该协议采用的TDPA（Table Driven Proportional Access,表驱动均衡访问）通信机制,给出了符合协议规范的同步机制设计并得出了相应的设计结果。主要研究ARINC659协议同步机制,希望能对研究总线同步的同行有所帮助,对ARINC659总线的描述也有助于同仁对ARINC航空总线的研究。     

性能保证条件下航空电子高速交换机的加速方法

 以保证航空电子互连网络的确定性延迟和高带宽为目的,建立航空电子交换式以太网（AFDX）承载于波分复用（WDM）之上的架构,兼容AFDX的延迟确定性和WDM的带宽可扩性,满足航空电子互连网络对实时性和高带宽的要求。通过对实时通信中周期性数据帧的分析,提出光波聚合加速方法,对输入端到达的数据帧进行重新分配和整型,充分利用每条光波的带宽资源,减少交换使用的波长数。在性能保证条件（100%通过率下保证有界延迟）下,对使用光波聚合方法的交换机制进行了数学推导。最后通过计算机仿真,以网络延迟时间率和加速因子为性能衡量指标推证了该加速方法的优越性和可行性。     

航空数字数据传输系统接口设计

随着机载电子设备向标准化、综合化发展 ,航空数字数据传输系统的设计越来越受关注 ,目前广泛采用ARINC42 9总线作为航空电子系统间信息传输的标准。文章介绍了两种总线接口芯片EF44 42、HS - 32 82 ,以及实现ARINC42 9通信的接口电路     

对美国航空无线电公司ARINC电子设备规范的介绍与分析

我国航空工业在“七五”和“八k五”期间要大力发展民用干线飞机和支线飞机,为配合这项工作,三○一所最近引进了一套美国航空无线电公司ARINC电子设备规范。ARINC系列规范在我国并不生疏,如ARINC 561运输机惯性导航系统、ARINC 407自整角机系统手册、ARINC 404A运输机设备机箱和托架以及ARINC 429 Mark33数字信息传输标准等,都在我国设备研制中得到了应用,有些已参照制订成我部产品标准。这里对ARINC系     

符合ARINC 661规范的航电系统解决方案

ARINC661规范的引入与基于模型设计思想相结合，保证了座舱显示系统开发的标准化和规范化。     

时间触发以太网标准研究

根据航空电子体系结构的发展趋势和要求,说明时间触发以太网（TTE）的发展状况和国内外标准化工作的进展。分析了SAE AS6802时间触发以太网标准的范围与特色,重点说明SAE AS6802标准定义的TTE网络分布式时钟同步机制及其容错方法,并说明利用微秒级精度的全局时钟提高航空电子系统完整性的方法。     

千兆三余度AFDX 帧管理的形式化建模与验证

为了提升新一代航空电子全双工交换以太网（AFDX）网络的传输速率和余度设计可靠性,在AFDX 网络标准的基础上（ARINC 664 p7）,建立千兆三余度AFDX 网络的帧管理机制模型并进行了形式化建模, 而且实现了AFDX 网络标准中描述的SkewMax 机制。使用UPPAAL 形式化工具对千兆三余度AFDX 网络帧 管理机制进行形式化验证,验证帧管理机制的完整性检查及冗余管理功能的可用性。结果表明,千兆三余度 AFDX 网络帧传输过程中不存在死锁。此外,针对标准AFDX 的冗余管理中一个帧的丢失可能会导致其冗余备 份的丢失的现象,提出在接收端设置一个队列,记录那些比连续帧更晚到达的冗余备份的帧序号,从而减少不 必要的丢帧,提高QoS 和数据完整性。形式化验证的结果可以作为千兆AFDX 网络标准制定和实际应用的参考。     

ARINC659背板数据总线应用研究

ARINC659背板数据总线是一种高可用、高完整、支持鲁棒的时间分区和空间分区的容错串行总线,它是ARINC651标准定义的综合化模块化航空电子系统的关键技术。深入分析了航空电子系统综合化对背板总线的要求,概述了ARINC659背板数据总线体系结构、介质访问机制、同步机制等规范,详细介绍了ARINC659背板数据总线的典型应用系统,探讨了ARINC659背板数据总线特性与应用前景。     

民用飞机电子设备标准发展刍议

讨论了民用飞机的机载电子设备在信息时代和科技发展中所面临的挑战,机载计算机资源(ACR)共享和网络化的引入。文章认为,物理意义上的FFF概念已无法涵盖规范要素,必须引入逻辑意义上的规范要素来满足新的形势。ARINC标准随之作出了某些适应性变化,但尚未找出一条明朗的创新路子。ARINC公司目前正在制订800系列技术报告和设计规范等推荐性文件,而900系列设备标准未能起动。最后以空客A-380和波音B-787飞机的机载电子设备为例,说明民用飞机机载电子设备的发展趋势。     

基于TTE网络的分布式系统分区同步方法

先进分布式综合飞行器管理系统对通信网络的实时性和确定性有严格要求。研究了时间触发以太网(TTE)的同步服务、提出了在符合ARINC653标准的分区操作系统下,基于TTE网络的分布式系统分区同步方法,建立分区同步测试平台,并对分区同步精度进行测试分析。测试结果表明,基于TTE网络的分布式系统分区同步的精度和抖动均可达到μs级,可满足先进分布式综合飞行器管理系统的网络时间同步的要求。