AFDX网络仿真系统设计与研究

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AFDX端系统关键技术的研究与实现

AFDX端系统关键技术的研究与实现
数据包在调度过程中产生的排队延迟可以由水平偏移计算即maxmaxjitter调度器为其提供的服务曲线相当于maxjitter其他数据流所需的缓冲区大小可以由垂直偏移计算即maxmaxbuffer31afdx在设计afdx系统时应遵循以下原则
第 35 卷 第 5 期 Vol.35 No.5
计算机工程 Computer Engineering
1 AFDX 协议研究
AFDX 协议可以划分为 5 层:应用层,传输层,网际层, 数据链路层和物理层。在应用层,应用程序通过 AFDX 端口 发送消息。每个 AFDX 端口与一个本地 UDP 端口相对应。 在传输层和网际层,AFDX 使用 ARINC 664 Pt.3 规定的 TCP/IP 协议簇。AFDX 的链路层和普通以太网有较大差别, 它具有用于数据传输确定性控制的流量整形和实时调度机 制。物理层使用 ARINC 664 Pt.2 标准。
发送时间槽的起始时刻。最后将组装好的数据帧挂在相应的
发送缓冲队列中。
本文主要关注流量整形与实时调度的实现。使用上面定
义的数据结构,可以将流量整形器和调度器整合为一个模块,
从而简化系统设计。流量整形与调度综合算法的伪代码如下:
2009 年 3 月 March 2009
·博士论文·
文章编号:1000—3428(2009)05—0001—03 文献标识码:A
中图分类号:TP3
AFDX 端系统关键技术的研究与实现
陈 昕 1,2,3,周拥军 3,万剑雄 2
(1. 清华大学计算机科学与技术系,北京 100084;2. 北京信息科技大学信息安全系,北京 100101; 3. 洛阳光电设备研究所电子部,洛阳 471009)
//需要重新校准时间槽

基于AFDX的航空计算机网络

基于AFDX的航空计算机网络

基于AFDX的航空计算机网络应用研究摘要:针对大型客机飞行关键项目和乘客娱乐等设施的复杂航空电子系统的不断增加,需要大量增加飞机上的航空总线的带宽、提高服务质量等问题,介绍了一种采用航空电子全双工通信以太网交换(AFDX)的解决方案。

该方案是基于商业以太网标准,采用目前已被广泛接受的IEEE802.3/IP/UDP协议,并增加了特殊的功能来保证带宽和服务质量,实现了低成本的快速开发。

该方案还可以简化布线,减轻飞机重量,易于航空电子子系统的维护升级等。

关键词:航空总线,全双工通讯以太网交换,带宽,服务质量0 引言:随着飞行关键项目和乘客娱乐等设施的复杂航空电子系统的不断增加,需要大量增加飞机上的数据总线的带宽,传统的航空总线如ARINC429等传输带宽只有100KHZ,远远不能满足要求,而ARINC629因价格昂贵,使飞机制造商的难以接受;因此需要以最小的代价和实现成本进行快速开发。

虽然IEEE802.3以太网提供高速和低成本的总线,并具有广泛商业的用途;但是它不能提供航空电子系统所需的鲁棒性,主要原因是IEEE802.3以太网是半双工模式的以太网,这种以太网存在的问题是:当多台主机被同时连接到同一个通讯媒介(如同轴电缆等),并且没有中心协调机制,这就有可能出现两台主机同时传输数据的情况,这时就会出现传输“冲突”,因此需要主机能检测到冲突,当冲突发生时,每个主机要对它们的数据进行重传。

很明显,仍然可能再次出现在同一时间传输的情况,因此又会再次出现“冲突”。

由于没有中央控制的以太网,理论上可能出现数据包不断重复的传输“冲突”,这就意味着在试图传输单个数据包时,有可能出现无限制的冲突链,从而使这个包可能永远无法成功传输。

由此可见,在半双工模式,很可能出现因为冲突而导致了大量的数据包传输延迟。

因此,无法作为应用于要求实时性高、可靠性高和带宽大的新一代航空总线。

新一代航空总线需要一个这样的体系结构:这个结构就是让最大量的时间被用来把一系列数据包传递到一个已知的目的地,这意味着要摆脱系统的冲突。

基于AFDX总线的A320模拟器硬件仿真方案研究

基于AFDX总线的A320模拟器硬件仿真方案研究
关 键词 : A F D X 总线 ; 硬 件仿 真 ; 模拟 器
中图分 类号 : T N 9 1 3
文 献标 识码 : A
文章 编号 : 1 0 0 0—8 8 2 9 ( 2 0 1 3 ) 0 1 — 0 0 8 9— 0 3
Re s e a r c h o n Ha r d wa r e S i mu l a t i o n o f A3 2 0 Fl i g h t S i mu l a t o r
2 . C o l l e g e o f A e r o n a u t i c a l A u t o ma t i o n , C i v i l A v i a t i o n U n i v e r s i t y o f C h i n a , T i a n j i n 3 0 0 3 0 0 , C h i n a )
s wi t c h a s t h e c o r e . p a r t i t i o n s e a c h t e r mi n a l s y s t e m t o e s t a b l i s h n e t wo r k b y mo d u l a r i z a t i o n . T h e s w i t c h i S r e s p o n — s i b l e f o r t h e w h o l e d a t a ma n a g e me n t b e t w e e n i t s n e t wo r k t e r mi n a l s y s t e m. T h e o v e r a l l s t r u c t u r e o f t h e s i mu l s i mu l a t i o n s c h e me wi t h AF DX b u s a s c o mmu n i c a t i o n p r o t o c o l i S p u t f o r wa r d . wh i c h t a k e s AF D X

基于AFDX网络架构分析与测试技术研究

基于AFDX网络架构分析与测试技术研究

基于AFDX网络架构分析与测试技术研究摘要:航空全双工交换式以太网是基于IEEE802.3技术标准下且适用于航电系统信息传输的确定性飞机数据总线系统,AFDX在以太网基础上增加了确定性定时机制和可靠的信息传输机制以适应航电应用。

阐述了AFDX网络主要组成架构,对AFDX网络的特点进行分析,通过构建AFDX测试系统,为AFDX网络系统测试验证基础提供了良好的保障。

关键词:AFDX;以太网;数据总线系统引言:AFDX网络是一种高时性、高可靠性、低延时性和确定性的航空总线。

通过控制虚链路的传输速率提高网络的时效性,可靠的信息传输则通过帧管理机制实现,包括信息的冗余传输和完整性检查,与传统的1553B和429总线相比,具有传输速度快、扩展性好、可靠性强等优点。

本文将对AFDX网络架构进行分析,构建一种能够满足生产测试需求下的AFDX网络测试系统。

1.AFDX网络架构AFDX网络由商用以太网经过适应性改造而来,通过采用虚拟链路技术和帧管理机制,实现确定性定时机制及可靠信息传输。

AFDX网络管理通过大容量存储模块上的端系统实现,每个端系统负责管理各自区域内的网络终端和交换机,每个终端内均有专用的代理进程,该进程同来管理和记录自身终端的各种状态信息,也负责与管理机进行信息交换;网络交换机自身状态的管理和记录主要由交换机内嵌终端来实现,并通过交换机特定端口与管理机进行交换AFDX网络有三个基本要素,即终端系统、交换机和链路,AFDX终端分布在航空电子系统的各个分节点上,其主要功能是给航空电子分系统之间提供安全、可靠的数据,AFDX终端是通过一个最大16位的字段来识别,该字段分为域ID、端ID 和位置ID三个部分,它们又通常组合成网络ID和设备ID两个部分,负责对各个终端的各条虚链路进行参数配置,AFDX终端通常具有系统管理、信息封装、虚链路调节、多路调度等功能。

AFDX网络的核心是虚拟链技术[1],AFDX终端通过虚链路交换以太网,在航空电子网络的任何一个虚链路中,虚链路定义了一个逻辑的单向连接,这个连接从一个源端系统到一个或多个目的端系统,端系统能在它所支持的所有虚链路中针对可用带宽提供逻辑上的隔离,无论哪一个分系统想利用一个虚链路,其他任何虚链路的可用带宽都不受影响。

基于FPGA的AFDX端系统的设计与实现

基于FPGA的AFDX端系统的设计与实现

基于FPGA的AFDX端系统的设计与实现黄劲松;段哲民【摘要】Avionics Full Duplex Switched Ethernet (AFDX) is one of the best choices of avionics data bus. AFDX end-system (ES) is an important part of AFDX network. It is the channel for sending and receiving information between avionics subsystems and AFDX network, it can ensure safety and reliability of data exchange among avionics subsystems. Based on the analysis of ARINC664 specification part 7, this paper provides a solution of AFDX EX based on FPGA, and the realization of virtual link layer module is given. The test results show that the ES meets the requirements of ARINC664 specification and has high reliability and stability.%航空电子全双工交换式以太网(AFDX)是航空数据总线的最佳选择之一; AFDX端系统是AFDX网络的重要组成部分,为航空电子子系统与AFDX网络之间提供了信息收发的通道,保证了航空电子子系统之间数据交换的安全性和可靠性;文中在分析研究ARINC664规范第7部分的基础上,提出了符合该规范要求的基于FPGA的AFDX 端系统设计方案,给出了虚拟链路层模块的具体实现;在TechSAT测试平台的实验结果证明,设计的端系统满足ARINC6664规范要求,具有较高的可靠性和稳定性.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2011(019)010【总页数】3页(P2553-2555)【关键词】航空电子全双工交换式以太网;端系统;现场可编程门阵列;航空数据总线【作者】黄劲松;段哲民【作者单位】西北工业大学电子信息学院,陕西西安 710129;西北工业大学电子信息学院,陕西西安 710129【正文语种】中文【中图分类】TN9150 引言随着航空电子系统复杂性的增加,各子系统功能和数量的不断增多,庞大的系统对航空数据总线的带宽提出了更高的要求。

AFDX网络端系统芯片架构的研究与设计

AFDX网络端系统芯片架构的研究与设计
析, 关键就是对软件 实现 的功能进 行优化 , 包括 M C A 、
I、D P U P协议 的处 理 , 以及 采样 、 队列 和 S P通信 端 口 A
的处理 。 下面通过对 A D 网络端 系统发送 、 收处 理过 FX 接 程进行分 析。
AD F X网络消息发送处理过程 见 图 2 。 AD F X网络端系 统发 送处 理 过程 , 一个 典 型 的 是 多层协议 叠加处 理 的过程 , 主机 在发 送缓 冲 区中创建

图3
端 系统接 收过 程
条消息 , 端系统确定 该消息所在 的 A D F X通信端 E , l
( C 目的地 址 、 MA 目的 I P地址 、 I 源 P地
AD F X网络端系统接收过 程 , 与发送 类似 , 当接收 到一帧数 据 , 首先提取帧 数据 中的 网络通信 地址 五元 组(A M C目的地址 、 目的 I P地址 、 I 源 P地址 、 目的 U P D
究方 向为 SC设计和验证等 ; 泽 , 士, o 田 博 研究员 , 研究方 向为 SC o 设计 、 L I V S 设计 、 嵌入式系统开发 和应用 。

16・ 6
计算机技术与发展
第 2 卷 1
理 的时间 , 但是 , 硬件 设计 需要 消耗 寄存器 资源 , 设计 更改代价大 , 比较适 合通用 的 、 能 简单 的、 功 固定 的设 计 ¨ 。软件设计需 占用微 处理器 资源 , 通过 软件 串行 执行 , 特点是设 计灵活 , 改容易 ]能够在 基本 没有 更 ,
服务质量 ( O ) Q S 。 文中从 A I C 6 a 7 RN 6 4pr 标准 协议 出发 , t 通过研究
间 , 过采样 、 通 队列 、A S P三类 端 口 3, 用信箱 ( - 采 ] Ma

AFDX网络端系统测试方法设计及实现

AFDX网络端系统测试方法设计及实现

1概述AFDX(Avionics Full Duplex Switched Ethernet)网络是一种高实时性、高可靠性、低延时性和确定性的航空总线[1]。

AFDX网络通过控制虚链路的传输速率提高网络的实时性;通过完整性校验和冗余管理实现网络传输的高可靠性,通过采用全双工交换机和异步传输方式,来减少数据帧的延时,通过采用固定拓扑结构实现网络配置的确定性。

以上技术使得AFDX网络具有极好的通信性能,并在航电系统中得到了广泛应用。

AFDX网络采用星型双余度拓扑结构,主要由端系统、交换机和虚链路3部分组成。

其中AFDX端系统能够发送和接收AFDX数据,完成虚链路VL(Virtual Link)隔离、发送端流量整形、接收端冗余数据管理、接收端VL标号识别、完整性检测等操作[2]。

为了测试端系统的功能性能,设计出了一种满足多种测试需求的AFDX端系统测试平台,并在实验室环境下,对AFDX 端系统模块的各项性能指标进行了测试。

2AFDX端系统AFDX网络协议可以分为物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。

其中,物理层基于AFDX端系统的两路PHY芯片实现,每个PHY芯片能提供一路通信接口;数据链路层协议通过FPGA逻辑实现,完成AFDX端系统的VL调度功能和冗余管理;网络层和传输层协议由运行在处理器上的驱动软件实现,完成对数据的封装、分片、重组等功能。

AFDX端系统通过硬件和软件的配合使用能够实现以上4层协议的功能。

应用层功能主要包含基于ARINC664通信的主机应用功能、SNMP网络管理功能及文件加卸载功能,这部分应用软件通常运行在主机端模块上。

AFDX端系统需要保障数据在传输中的安全性和可靠性。

其主要功能包括:(1)配置加载。

通信配置是AFDX网络通信的基础,AFDX端系统的通信配置应该包括:端系统基本配置、通信端口配置、虚链路配置、ICMP配置信息。

(2)端口通信。

通过AFDX端口完成数据的发送与接收。

AFDX网络测试技术研究与实现

AFDX网络测试技术研究与实现

AFDX网络测试技术研究与实现王磊;陈琳;李勇【摘要】Avionics full duplex switched Ethernet (AFDX) is widely used in recent years a new generation of aviation bus.Domestic research on the lack of related technical support.Traditional AFDX network data interaction testing technology in testing accuracy is poor,long test time,staff costs,such problems as lack of test data layer depth,formation reasons for these problems,puts forward AFDX network test 3 + 1 whole legal ing test data rectification technology (DVSER),the dynamic characteristics of the interactive data binding technology (HDBD) and intelligent positioning technology (HGYD) for targeted to solve problems.Through the simulation test proves that the proposed AFDX network testing every test data of 3 + 1 whole legal due to the traditional test method.%近年来,航空电子全双工交换式以太网(AFDX)是使用广泛的新一代航空总线;国内对其研究缺乏相关技术支持;传统AFDX网络测试技术存在数据交互测试准确性差、测试时间长、人员开销大、测试数据层深度匮乏等问题,针对上述问题形成的原因,提出AFDX网络测试3+1整合法设计;采用数据整流测试技术(DVSER)、动态特征交互绑定技术(HDBD)与数据智能定位技术(HGYD)对产生的问题进行针对性解决;通过仿真实验测试证明,提出的AFDX网络测试3+1整合法的各项测试数据优于传统测试方法.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2017(025)003【总页数】4页(P40-42,47)【关键词】AFDX网络;3+1整合法;数据交互【作者】王磊;陈琳;李勇【作者单位】新疆轻工职业技术学院信息与软件分院,乌鲁木齐830021;新疆轻工职业技术学院信息与软件分院,乌鲁木齐830021;新疆轻工职业技术学院信息与软件分院,乌鲁木齐830021【正文语种】中文【中图分类】TP316随着科技的发展,我国高新技术领域取得了重大突破。

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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
Design and research of AFDX network simulation system
Suo Gaohua ,Liu Honghong ,W ang Zhi 一,Sun Haiyang (1.Xi an Xiangteng Microelectronics Technology CO.,LTD,Xi an 710068,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 :Suo Gaohua,Liu Honghong,Wang Zhi,et a 1.Design and research of AFDX network simulation system[J].Application of Electronic Technique,2016,42(4):18-21.
2.AVIC Com puting Technique Research Institute,Xi an 7 10068,China;
3.Aviation Key Laboratory of Science and Technolog y on Integrated Circuit and Micro-System Design,Xi an 710068,China)
摘 要 :AFDX 协 议 以及 航 空 总 线 布 局 的 复 杂 性 使 得 建 立 一 套 完 整 的 地 面 仿 真 测 试 系统 尤 为 重 要 ,良好 的 网络 仿 真 系
统 可 对 网络 的 关 键 部 件 进 行 物 理 仿 真 、地 面 测 试 ,大 大 缩短 了 网 络 的 建 设 周 期 ,降低 了 系统 的 维 护 成 本 。 介 绍 了一 种
Abstract:The complexity of AFDX(Avionics Full Duplex Switched Ethernet)protocol and aviation bus layout makes it is particularly
important to establish a complete ground simulation test system .A good network simulation system provides physical simulation and ground test for the key network components, it S greatly reducing the construction cycle of network and the m aintenance cost of the system . This paper introduces a kind of design schem e of AFDX network simulation system which iS established mainly on the end system and the switch and assisted by AFDX network equipment such as simulation,monitor,load and management It discusses
用进 行 评 估 和 理 解 ,运 用 仿 真 监 控 功 能 透 彻 理 解 AFDX 网 络 设 备 的 数 据 流 、运 行 方 式 和 工作 原 理 ,方 便 进 行 问 题 定 位
及 故 障 排 除 。
关 键 词 :AFDX;仿 真 测 试 ;仿 真 系统 ;端 系统 ;交换 机
中 图omponents of the simulation system in detail. Users can eva luate and under stand AFDX network communication mechanism, principle and application through this platform , thoroughly understand AFDX network data f low, operation mode and working pr inciple of equipment. It is useful to help users location the problem and resolve trouble shouting through simulation function. Key words: AFDX ;simulation test;simulation system ;end system ;switch
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