AFDX终端系统硬件设计与应用研究

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论述AFDX网络终端系统设计

论述AFDX网络终端系统设计在飞机AFDX网络传输中，终端系统有着不可替代的巨大作用。

航电各系统计算机通过终端系统接入AFDX网络，在IMA的设计中，终端系统同样起到巨大的作用。

一个航电IMA机柜往往可以同时支持多个航电应用程序，而这些应用程序可以通过同一个终端系统来实现与AFDX网络的对接。

终端系统的职责是通过虚拟链路来管理数据的传递和接受。

终端功能的功能架构大体可分为两路：接收路径和发送路径。

1接收路径接收路径管理着从外部系统发送来的数据。

一般终端系统的物理接口与所属网络冗余数量一致，在AFDX系统中，每个物理端口都连接着一个100或1000Base-T的AFDX网络。

数据先进入FIFO队列，然后从物理接口传送进入接收缓存器。

每个接受缓存器都与一个独立的完整性检查模块（INTEGRITY CHECKINGMODULES）相连接。

通过此步骤，不合格的帧将会被过滤。

剩余数据将会进入冗余管理器模块（REDUNDANCY MANAGEMENT MODULE）。

冗余管理器模块会从同一个虚拟链路中提取出冗余帧并确保只有一个帧可以通过。

在这个过程中，冗余管理器模块会从虚拟链路数据库（VLID DATABASE）中提取有用的虚拟链路的信息。

之后，数据将会发送至通信端口（COMMUNICATION PORTS）并由目的应用软件所接收。

图1终端系统接受路径功能模块1.1完整性检查模块此模块负责每个网络和每条虚拟链路中的完整性检查工作。

完整性检查的基础是基于每个帧的顺序号。

在每条虚拟链路中，帧的顺序号是独立的分配系统。

在帧的初始阶段，每个帧都会被分配一个不同的顺序号。

如果检测到两个连续帧的顺序号之间的间隔不为“1”，则称此种情况为“连续帧丢失”。

此种帧为不合格帧并且被完整性检查模块所自动丢弃。

在完整性检查模块之后，通过同一个物理接口的所有数据帧再次经过FIFO队列排队并进入下一个模块—冗余管理模块。

1.2冗余管理模块（去除功能）图2冗余模块接收帧处理过程在AFDX网络中，数据帧同时在几个不同网络上传播，因此当到达接收端时，这些数据帧的额外副本需要被删除。

基于AFDX终端系统测试的研究

中图分类号：Ｐ９Ｔ３文献标识码：Ａ文章编号：６３６９２１）８０９ — ４１７ — ２Ｘ（０１Ｏ — １２０
ＤｅｉｎｎｍｐｌｍｅａｉｎｆａＴｅｔＥｑｉｅｓｇａｄＩｅｎｔｔｏｏｓｕｐｍｎｔ
ｒｓａｈｃｃｅａｄｔｒｎｓｃｎｔｒｅｎｄｂＦＸ（ｖｏｉｓｕｌｕｌｘｓｉｈｄｅｔｎｔｈｃｒｄｂｒｕａｅｎｅｅｒｙｌ，ｅｅｃｍｉｉｅｋｉｄｆｅｙＡＤａｉｎｃｌｄｐｅｗｔｅｈｅｅ）ｗｉｈｉｆｍｅｙＡｉｓｂｓｄｏｉｔｗｏｓｉｆｃｒｓｏｂ
ｄｒｃｌｉｅｔｙ，ｉｔｇａｅｅｔｈｏｌｅｔｋｅＯｅｓｒｈｒｏａｃｆｔｅｅｄｓｔｍ．Ｔｈｒｆｒｎｅｒｔｔｓｓｓｕｄｂａｎｔｎｕｅｔｅｐｆｒｎｅｏｎｙｓｄｅｍｈｅｅｅｏｅ，ｉｐｅｅｔｅｔｔｃｎｑｅｆｒｔｅｔｒｓｎｓａｔｓｅｈｉｕｏｈＡＦＤＸｎｙｔｍ．ａｄｉｌｓａｅｅｄｔｉｓａｏｔｔｅａｓｃａｏｆｔｅｈｄｒｅａｄｓｆｗａｅａｏｇｗｉｔｅｔｓｔｏ．ｅｄｓｓｅｎｌｔｔｓｔｅａｌｂｕｈｓｏｉｔｎｏｈａｗａｏｔｒｌｎｍｔｍｅｄｕｒｈｉｒｎｈｅｈ
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基于FPGA的千兆级AFDX端系统设计与实现

［摘要］传统航空电子全双工交换式以太网（ＡＦＤＸ）带宽为１０Ｍｂｉｔ／ｓ或１００Ｍｂｉｔ／ｓ。为满足机载网络对带宽增长的需求，必须进行千兆级ＡＦＤＸ的研究。ＡＦＤＸ系统接入ＡＦＤＸ网络提供了接口，保证航空电子子系统之间进行安全可靠的数据交换。着重研究了千兆级ＡＦＤＸ端系统，给出了基于现场可编程门阵列（ＦＰＧＡ）的千兆级ＡＦＤＸ端系统的设计。［关键词］千兆比特；航空电子全ｙＫ＿Ｔ＿交换式以太网（ＡＦＤＸ）；ＡＦＤＸ端系统；现场可编程门阵列（ＦＰＧＡ）［中图分类号］ＴＰ３９３．０２［文献标识码］Ａ［ＤＯＩ编码］１０．３９６９ｄ．ｉｓｓｎ．１００６．１４１Ｘ．２０１８．０１．００ｆ文章编号１１００６．１４１Ｘ（２０１８）０１－００５２—００４
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AFDX网络终端软件测试策略的研究与应用

（．ｈａｔｎｌｒｎｕｉｌａｉＥｅｔｎｃｅｅｒｈＩｓｔｔ，ｈｎｈｉ０２３Ｃｉ；ＩｉｉａＡｔａｔａＲｄｏｌｒｉＲｓａｃｔｕｅＳａｇａ２０３，ｈｎＣｎＮａｏｏｃｃｏｓｎｉａ
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航
电了技术
ＡＯＣＴＣＮＯＬＶＩＮＩＳＥＨＯＧＹ
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ｐｏｏｅｉｐｐｒＴｅｎｗｓｓｒｔｇａｅｎｉｌｍｅｔｄａｄａｐｉｄｔｅｓｅｉｅｏｔａｅｔｓｃｓｓＴｈｒｐｓｄｉｔｓａｅ．ｈｅｔｔｔｅｙｈｓｂｅｎｈｅａｍｐｅｎｅｎｐｌｔｐｃｆｄｓｆｒｔａｅ．ｅｅｏｈｉｗｅ
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ＡＤＦＸ网络终端软件测试策略的研究与应用王辉等
２００６年ｌ２月第３７卷第４期（总第１５期）２
ＡＤ网络终端软件测试策略的研究与应用ＦＸ
王辉，陈卓，刘宁。
（．１中国航空无线电电子研究所，上海２０３；２０２３．海军驻上海地区航空军事代表室，上海２０３）０２３

基于AFDX终端系统测试的研究_夏大鹏

收稿日期：2011－03－28；修回日期：2011－06－01基金项目：2009年国家新增中央投资电子信息产业振兴基金资助项目（发改投资2009－1168）作者简介：夏大鹏（1981－），男，陕西渭南人，硕士，助理工程师，研究方向为数字集成电路设计和验证等；田泽，博士，研究员，研究方向为设计嵌入式系统设计设计等。

基于AFDX 终端系统测试的研究夏大鹏，田泽（中国航空计算技术研究所，陕西西安710068）摘要：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，而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。

关键词：AFDX ；终端系统；测试平台；确定性；性能中图分类号：TP39文献标识码：A文章编号：1673－629X （2011）08－0192－04Design and Implementation of a Test Equipment for AFDX End SystemXIA Da－peng ，TIAN Ze（China Aeronautics Computing Technique Research Institute ，Xi ’an 710068，China ）Abstract ：To comply with the requirement of the transmission speed ，robust and compatibility of the aircraft ，and also lower the cost and research cycle ，a deterministic network is defined by AFDX （avionics full duplex switched ehternet ）which is formed by Airbus based on COTS hardware products．In the research development progress of new generation aerocraft ，avionics system that is the most important part of airbus is seemed as the brain and nerve centre of airbus ，furthermore AFDX （avionics full duplex switched ethernet ）network is the hinge and core of the avionics system．Because the performance of AFDX end system influences the transmission speed of the avionics directly ，integrated tests should be taken to ensure the performance of the end system．Therefore ，it presents a test technique for the AFDX end system ，and illustrates the details about the association of the hardware and software along with the test method．Key words ：AFDX ；end system ；test equipment ；deterministic ；performance0引言由于通信和IT 产业需求的大力驱动，电子器件和技术逐渐发展，商业化发展所带来的性能提升要远大于在航空航天领域达到的高度，并成为发展的主流，这预示着商业化产品技术将得到更为广泛的应用。

AFDX网络仿真系统设计与研究

ＡＦＤＸ网络仿真系统的设计方案，建立了以端系统、交换机为核心，以仿真、监控、加载、管理系列ＡＦＤＸ网络设备为辅
助的ＡＦＤＸ网络仿真测试系统，并详细说明了各个组成部分，用户可通过本平台对ＡＦＤＸ网络通信机制、原理以及应
ＤｅｓｉｇｎａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｏｆＡＦＤＸｎｅｔｗｏｒｋｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ
ＳｕｏＧａｏｈｕａ，ＬｉｕＨｏｎｇｈｏｎｇ，ＷａｎｇＺｈｉ一，ＳｕｎＨａｉｙａｎｇ（１．ＸｉａｎＸｉａｎｇｔｅｎｇＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣＯ．，ＬＴＤ，Ｘｉａｎ７１００６８，Ｃｈｉｎａ；
西安绷腾徽电子科技有限公司
ＡＦＤＸ网络技术
ＡＦＤＸ网络仿真系统设计与研究
索高华，刘红红，王治一，孙海洋
（１．西安翔腾微电子科技有限公司，陕西西安７１００６８；２．中航工业西安航空计算技术研究所，陕西西安７１００６８；３．集成电路与微系统设计航空科技重点实验室，陕西西安７１００６８）
文献标识码：Ａ
ＤＯＩ：１０．１６１５７／ｉ．ｉｓｓｎ．０２５８—７９９８．２０１６．０４．００５
中文引用格式：索高华，刘红红，王治，等．ＡＦＤＸ网络仿真系统设计与研究［Ｊ］．电子技术应用，２０１６，４２（４）：１８—２１．英文引用格式：ＳｕｏＧａｏｈｕａ，ＬｉｕＨｏｎｇｈｏｎｇ，ＷａｎｇＺｈｉ，ｅｔａ１．ＤｅｓｉｇｎａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｏｆＡＦＤＸｎｅｔｗｏｒｋｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｅｃｈｎｉｑｕｅ，２０１６，４２（４）：１８－２１．

基于自研AFDX网络端系统芯片的模块设计与实现

中文引用格式：夏大鹏，辛江波，潘彬，等．基于自研ＡＦＤＸ网络端系统芯片的模块设计与实现【Ｊ］．电子技术应用，２０１６，４２（４）：１５—１７．英文引用格式：ＸｉａＤａｐｅｎｇ，ＸｉｎＪｉａｎｇｂｏ，ＰａｎＢｉｎ，ｅｔａ１．Ｉ１１ｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍｏｄｕｌｅｂａｓｅｄｏｎＡＦＤＸｎｅｔｗｏｒｋｅｎｄｓｙｓｔｅｍｃｈｉｐ［Ｊ】．ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｅｃｈｎｉｑｕｅ，２０１６，４２（４）：１５一ｌ７．
３．西安翔腾微电子科技有限公司，陕西西安７１００６８）
摘要：国外对ＡＦＤＸ网络核心产品的垄断严重制约了我国ＡＦＤＸ网络技术的发展，难以建立完整的ＡＦＤＸ网络产
品体系。提出了一种基于自研ＡＦＤＸ网络端系统芯片的模块设计方法，从软硬件设计角度阐述模块的设计与实现过
ＡＦＤＸ端系统模块的自主保障、自主可控。
关键词：ＡＦＤＸ；端系统芯片；模块设计；ＰＭＣ；ＰＣＩ；ＣＰＣＩ
中图分类号：Ｖ２４３．１
文献标识码：Ａ
ＤＯＩ：１０．１６１５７／ｉ．ｉｓｓｎ。０２５８—７９９８．２０１６．０４．００４
Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｅｔｗｏｒｋｅｎｄｓｙｓｔｅｍｃｈｉｐ

基于AFDX的航空数据网络终端设备设计

在国外先进的民航飞机中得到应用，国 “ 型飞机我大研制重大科技专项 ” 准备将ＡＤ正ＦＸ作为商用飞机航
空电子互联的解决方案。本文参照航空标准ＡＩＣ６（ａ７中对ＡＤＲＮ６４Ｐｎ）ＦＸ
的规定，ＡＤ网络中的两种关键终端设备对ＦＸＡＤＦＸ终端和ＡＤＦＸ交换机进行了功能分析，设计并了相应解决方案。新方案采用ＦＧＰＡ芯片构造ＡＤＦＸ协议栈，成针对传统ＡＩＣ２完ＲＮ４９总线设备的ＡＤＦＸ通信终端硬件和软件初步设计。
ｓｓｅａｄＡＲＩ４９ｓｂｓｓｅ．ｏｕｃｉｎｒｃｉｖｄｉｈａ．ｔｌｏｓｆｒａｎｅｔａｉｎｏｙｔｍｎＮＣ２ｕｙｔｍｓＳｍｅＥＳｆｎｔｓａｅａｈｅｅｎｔｅｌｂＩｏｋｎｉｖｓｉｔｏｆｏｏｇｔｅｐｓｉｉｉｒＣ０ＭＡＣｏａｏｔＡＦｈｏｓｂｌｙｆｔｏｔｄｐＤＸ．ＫｅｒｓａｒｒｆａａｎｔｒＡＦＤＸ：ｙｗｏｄ：ｉｃａｔｄｔｅｗｏｋ；ＡＲＩＮＣ４９；ｖｏｉｓｓｓｅ２ａｉｎｃｙｔｍ
应用先进的ＡＦＤＸ网络技术做了积极的探讨。
关键词：空数据网络；ＦＸ；ＲＮ４９航空电子系统航ＡＤＡＩＣ２；
中图分类号：Ｎ１．２Ｔ９５０

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ＡＦＤＸ终蠲系统硬件设计与应用研究
彭杰，董文岳，蒋晓华，代成威（珠海欧比特控制工程股份有限公司，广东珠海，５１９０８０）
摘要：本文在研究航空全双工交换式以太网（ＡｖｉｏｎｉｃｓＦｕｌ１ＤｕｐｌｅｘＳｗｉｔｃｈｅｄＥｔｈｅｒｎｅｔ，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。
关键词：ＡＦＤＸ终端；实时以太网；ＡＦＤＸ交换机；ＰＣＩ９０５６
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＡＦＤＸｔｅｒｍｉｎａｌ；ｒｅａｌ－ｔｉｍｅｅｔｈｅｒｎｅｔ；ＡＦＤＸｓｗｉｔｃｈ；ＰＣＩ９０５６
１引言
ＡＦＤＸ是目前世界上较先进的航空电子网络数据传输技术之一，与常规以太网相比，它具有实时
统设计中从性能稳定性和结构简易性方面出发，选择用ＰＬＸ公司生产的ＰＣＩ９０５６芯片，该芯片可以设
性能稳定，支持１Ｏ／１００／１０００Ｍ以太网传输，支持ＧＭＩＩ，ＲＧＭＩＩ，ＳＧＭＩＩ，ＴＢＩ，ＲＴＢＩ等通信传输模式，为了双冗余ＰＨＹ接口实现同步数据传输，本设计中，
ＡＦＤＸ终端ＩＰ核的实现方法。本文在研究ＡＦＤＸ航
电系统网络传输协议的基础上，分析基于ＰＣＩ接口
的ＡＦＤＸ端系统的硬件实现架构，并着重分析硬件系统各个组成部分的功能。
性、可靠性高、带宽大和集成度高等特点，在航空电
ｌａｙａｇｏｏｄｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅＡＦＤＸｓｗｉｔｃｈｎｅｔｗｏｒｋ．
（ＺｈｕｈａｉＯｒｂｉｔａＣｏｎｔｒｏｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．Ｚｈｕｈａｉ５１９０８０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｉｓｐａｐｅｒｂａｓｅｄｏｎＡｖｉａｔｉｏｎｆｕｌｌ — ｄｕｐｌｅｘｓｗｉｔｃｈｅｄＥｔｈｅｒｎｅｔ（ＡｖｉｏｎｉｃｓＦｕｌｌＤｕｐｌｅｘＳｗｉｔｃｈｅｄＥｔｈｅｒｎｅｔ，ＡＦＤＸ）ｒｅａｌ－ｔｉｍｅｔｒａｎｓｐｏｒｔｐｒｏｔｏｃｏｌ，ａｎａｌｙｓｉｓｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅＡＦＤＸｎｅｔｗｏｒｋ，ｄｅｓｉｇｎａｄｕａｌ－ｒｅｄｕｎｄａｎｔＡＦＤＸ
ＥＳｈａｒｄｗａｒｅｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｔｈｅｄｅｓｉｎｇａｎｄｆｕｎｃｔｉｏｎｌｉａｔｙｏｆｔｈｅｖａｉｏｒｕｓｍｏｄｕｌｅｓｏｆｈｅｔｅｎｔｉｒｅｈａｒｄｗａｒｅｓｙｓｔｅｍ，
靠性角度分析ＡＦＤＸ冗余调度管理；文献分析了
理系统。本设计中ＰＨＹ物理层芯片选择ＭＡＲＶＥＬＬ公司生产的型号为８８Ｅ１１１１的ＰＨＹ芯片，该芯片
外一种方式就是采用专用ＰＣＩ协议芯片。本终端系
为了ＰＨＹ的时序完全同步，这里双ＰＨＹ共用一个２５ＭＨｚ的有源晶振。
子领域隐藏着巨大应用潜力。文献『Ｉ－２１从实时ｌ生的角度研究了ＡＦＤＸ网络的端到端延迟性；文献［引从可
２ＡＦＤＸ系统概述
航空全双工交换式以太网（ＡｖｉｏｎｉｃｓＦｕｌｌＤｕｐｌｅｘ
中文分类号：ＴＮ９１５
文献标识码：Ａ
ＡＦＤＸＴｅｒｍｉｎａｌＳｙｓｔｅｍＨａｒｄｗａｒｅＤｅｓｉｇｎａｎｄＡｐｐｌｉｅｄＲｅｓｅａｒｃｈ
பைடு நூலகம்
ＰＥＮＧＪｉｅ，ＤＯＮＧＷｅｎ — ｙｕｅ，ＪＩＡＮＧＸｉａｏ－ｈｕａ，ＤＡＩＷｅｉ－ｗｅｉ