基于FC的航电数据加载服务系统的设计研究

Ｄｅｃｅｍｂｅｒ，２０１７　Ｖｏ１．４８　Ｎｏ．４（ｓｅｒｉａｌ　Ｎｏ．１７０）　航空电子技术　ＡＶ１０ＮＩＣＳ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　基于ＦＣ的航电数据加载服务系统的设计研究　王　羽，洪　沛，闫　乐，张英　（中国航空无线电电子研究所，上海２００２４１）　

［摘要］　为适应日益发展的综合化航空电子系统及机载网络技术，航电系统维护中尤其是软件升级需要一套　标准的数据及文件传输规范来保证加载的安全性和高效性。选用ＡＲＩＮＣ　６１５Ａ数据加载协议，在深入分析其传　输操作、传输文件以及传输协议的基础上，采用ＦＣ高速网络，设计适合ＡＲＩＮＣ　６５３和非ＡＲＩＮＣ　６５３操作系统　的航电数据加载服务系统，并引入状态监控、ＣＲＣ校验和短加载机制，实现数据加载的正确、稳定、可靠。　［关键词］　ＡＲ１ＮＣ　６１５Ａ；数据加载；ＡＲＩＮＣ　６５３　［中图分类号］ＴＰ３ｌ１．１［文献标识码］Ａ［ＤＯＩ编码］１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１００６—１４１Ｘ．２０１７．０４．０５　『文章编号１１００６—１４ｌＸ（２０１７）０４－（）０２ｏ＿００７　

Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　Ａｖｉｏｎｉｃｓ　Ｄａｔａ　Ｌｏａｄ　Ｓｅｒｖｉｃｅ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＦＣ　Ａｉｒｂｏｒｎｅ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　

ＷＡＮＧ　Ｙｕ，ＨＯＮＧ　Ｐｅｉ，ＹＡＮ　Ｌｅ，ＺＨＡＮＧ　Ｙｉｎｇ　（Ｃｈｉｎａ　Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌ　Ｒａｄｉｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２００２４１，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ　ａｄａｐｔ　ｔｏ　ｔｈｅ　Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｍｏｄｅｌ　ａｖｉｏｎｉｃｓ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　ａｉｒｂｏｒｎｅ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｖｉｏｎｉｃｓ　ｓｙｓｔｅｍ　ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ　ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｕｐｄａｔｅ　ｎｅｅｄｓ　ａ　ｓｔａｎｄａｒｄ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｔｏ　ｅｎｓｕｒｅ　ｄａｔａ　ｌｏａｄ　ｓａｆｅｔｙ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ａｎ　ＡＲＩＮＣ　６　１　５Ａ　Ｄａｔａ　Ｌｏａｄ　Ｓｅｒｖｉｃｅ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｄｅｓｉｇｎ　ｉｓ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ，ｕｓｉｎｇ　ＦＣ　ｈｉｇｈ　ｓｐｅｅｄ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ，ＡＲＩＮＣ　６５３　ａｎｄ　ｎｏｎ—ＡＲＩＮＣ　６５３　Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｓｔｕｄｙｉｎｇ　ＡＲ１ＮＣ　６　１　５Ａ　ｐｒｏｔｏｃｏｌ　ｄｅｅｐｌｙ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ａｐｐｌ　ｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｔａｔｕｓ　ｍｏｎｉｔｏｒ，ｃｙｃｌｉｃ　ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ　ｃｏｄｅ，ａｎｄ　ｓｈｏｒｔ　ｌｏａｄ　ｅｘｃｅｌｌｅｎｔｌｙ　ｅｎｈａｎｃｅｓ　ｔｈｅ　ｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓ，ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｄａｔａ　ｌｏａｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＡＲＩＮＣ　６１５Ａ：ｄａｔａ　１ｏａｄ；ＡＲＩＮＣ　６５３　

０　引言　随着综合模块化航空电子系统（ＩＭＡ：　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｍｏｄｕｌａｒ　Ａｖｉｏｎｉｃｓ）和机载网络等技术的　快速发展及航电系统功能需求的日益增长，航电　软件系统的规模和数量也随之陡增，软件状态把　控以及软件维护升级能力的要求从而进一步提　高。由于机载网络结构复杂，对数据加载的传输　２０　技术也逐渐提出高标准，因此，需要研究～一种高　效、安全、可靠的航电数据加载服务系统以保证　加载效率、降低软件维护升级的工作量。　本设计选用ＡＲＩＮＣ　６１５Ａ协议的数据加载规范　］，在深入研究体系结构的基础上，采用高吞吐　量、低延时的光纤通道（ＦＣ：Ｆｉｂｅｒ　Ｃｈａｎｎｅ１）网络　传输协议标准ＦＣ－ＡＥ（Ｆｉｂｅｒ　Ｃｈａｎｎｅｌ　Ａｖｉｏｎｉｃｓ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ），引入状态监控、循环冗余校验码　Ｊ　ＦＣ的冉丸ｌ乜数　『Ｊ１］城服务系统的设计研究　制等　２０１７　ｑ－１２　Ｊ　Ｊ第４８卷第４　（总第１７０｛【ＪＪ）　（ＣＲＣ：ＣｙｃｌｉＣ　Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ　Ｃｈｅｃｋ）校验和短加载　机制，慕于ＡＲ１ＮＣ　６５３　ｒ　２ｊ标准、非ＡＲＩＮＣ　６５３操　

作系统，设　‘一种高确定性、高安全性、高可靠　性的航电数据加载服务系统，满足对不同航窄电　设备问软件维护、配置信息的住线加载。　ｌ　ＦＣ总线　ＦＣ网络技术标准是一种为适应高性能数据传　输要求而设计的，结合远距离高带宽、高　靠、　实时性、扩展性灵活等优点的全双　汁算通信协　议。ＦＣ－ＡＥ标准的提出为ＦＣ存航电领域中的运片］　提供了交换网络的拓扑连接规范和支持，成为高　速机载网络构建的基础。其中，协议子集　ＦＣ－ＡＥ－ＡＳＭ目前已厂一泛应用于航空电子环境中　ｐ　，适合提供ＩＭＡ系统数据的高速实时传输通　道。　ＦＣ网络的交换式拓扑模式解决不同航Ｉ乜设备　问互连和交互行为。如图１所示，各ＦＣ节点通过　交换机形成星型网络结构，其应用是以指定的消　息号进行数据交换：交换机负责存储转发、路由　选择、流量控制、差错处理及节点端口管理等功　能。　—————］ｒ—————————］　｛』　）Ｌ＿二＝　—　一；　１　二　？二Ｊ＿　一＿　图１　Ｆｃ网络交换式拓扑　２　ＡＲＩＮＣ　６１５Ａ协议　ＡＲＩＮＣ　６１５Ａ协议是一种专门针对航空电子设　备问的数据加载标准，定义了详细的协议文件格　式和协议交互流程，保障传输的安全、可靠性…。　目前，基于该协议的数据加载系统已不断运刷于　在围内的军机与民机上，它将逐渐取代传统简单　的加载方式。　基于ＡＲＩＮＣ　６１５Ａ协议设计的在线数据加载系　２１　统采用Ｃ／Ｓ结构响应模式，该系统主要由ｌ二部分组　成（如１陶２所示）：１）ＪＪｌＪ载显控端，作为人机界　嘶负责与加载管理端的加载指令交互；２）加载管　端（ＤＬＭ：Ｄａｔａ　Ｌｏａｄｅｒ　Ｍａｎａｇｅｒ），负责判断　并响应加载　控端的传输操作类犁，并与多个加　载口标端通过传输协议进行文件传输；３）加载Ｕ　标端（ＤＬＡ：Ｄａｔａ　Ｌｏａｄｅｒ　Ａｇｅｎｔ），负责通过传输　协议完成与加载管　端的文件传输，并进行文件　校验、固化等操作。　妇救　控端　ｊＪ０载管理端　载门标端　

数据加效戍Ⅲ　数　加拔　－汉　ＴＦＴＰ掷议　ＦＣ哺络驱动层　数据加坡ｆ训【】　致掂姻数　．波Ｊ　：　ＴＦＴＰ　议　ＦＣ网络驱动层　图２　ＡＲｌＮＣ　６１５Ａ数据加载协议层　２．１　传输操作类型　

基于ＡＲＩＮＣ　６１５Ａ协议的ＤＬＭ与ＤＬＡ　的传　输操作类型按功能可归纳为四类：查找操作　（ＦＩＮＤ）、信息操作（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）、上传操作　（Ｕｐｌｏａｄ）利Ｆ载操作（Ｄｏｗｎｌｏａｄ）Ｕ］ｏ各项传输　操作类型定义如下：　（１）查找操作（ＦＩＮＤ）：允许ＤＬＭ识别　络上所有在线的ＤＬＡ，并动态获得目标机ＩＤ、目　标机类型、目标机位置、厂商标号等信息；　（２）信息操作（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）：允许ＤＬＭ　Ａ　看在线ＤＬＡ的配置信息，包括目标机名称、日标　机硬件序列号、部件名称、部件号等信息：　（３）上传操作（Ｕｐｌｏａｄ）：允许ＤＬＭ将数据　文件上传给指定的ＤＬＡ，完成日标机软件或配置　表的ｌ丁ｆ级；　（４）下载操作（Ｄｏｗｎｌｏａｄ）：根据下载列表　的确定时机，可分为以下两类。　ａ）介质定义下载操作（ＭＤＭ：Ｍｅｄｉａ　Ｄｅｆｉｎｅｄ　Ｄｏｗｎｌｏａｄ　Ｍｏｄｅ）：允许ＤＬＭ从ＤＬＡ获取下载列　表中的数据文件，该列表应事先定义：　ｂ）操作者定义下载操作（ＯＤＭ：Ｏｐｅｒａｔｏｒ　Ｄｅｆｉｎｅｄ　Ｄｏｗｎｌｏａｄ　Ｍｏｄｅ）：允许ＤＬＭ从ＤＬＡ　ｉ犬　取下载列表中的数据文件，该列表应根据ＤＬＡ　Ｄｅｃｅｍｂｅｒ，２０１　７　Ｖｏｌ　４８　Ｎｏ．４（ｓｅｒｉａｌ　Ｎｏ　１７０）　披小：　ＡＶＩＯＮＩＣＳ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　卜载的数据文件文时定义。　２．２　传输文件类型　ＤＬＭ　ＤＬＡ问加载过　的传输文竹：类型Ｉ　ｌ　纳为两类：协议文件和数据文件。协议文件，即　满足ＡＲＩＮＣ　６１５Ａ…标准和ＡＲＩＮＣ　６６５标准＿４Ｊ，为　实现数据文件的叮靠传输　定义的具有一定格式　和信息的协议文件；数　文件，即需要Ｉ古ｌ化丌级　的软件或　。　传输文什类型。　Ｉ｝１，＜ＨＥＡＤＥＲ　ＦＩＬＥ＞．ＬＵＨ为　ＡＲＩＮｃ　６６５协议　义件，存ＪＪｕ载前埘数据义件按　照ＡＲＩＮＣ　６６５标准进行打包　成，描述了数据文　件的组织方式，其具体组织结构　３所示，　【ｆ１　包含数据文件的信息、数｝ｌｔ　义什对　的Ｉ－｛标机信　息／艾ＣＲＣ信息等，为安全可靠订Ｊ　完整的数　传　输打下基础。　

如表ｌ所／Ｊ　，　ｌ刊的操作类型具有　不川的　表１数据加载服务系统的传输文件类型　文件名　所属操作　文件内容　创建者　文件类型　＜ＴＨＷ１ＤＰＯＤ＞．ＬＣＩ　川Ｊ　初始化信息操作　ＤＬＡ　协议文什　

＜ＴＨＷ　ＩＤ　Ｐ０Ｄ＞．ＬＣＬ　信息操作　川Ｊ　ｌ　传［＿］｛，ｊ　机的软ｆ瞳ｆ，ｌ：　ｆ矗息　ＤＬＡ　协Ｉ义文什　＜ＴＨＷ　ＩＤ　ＰＯＤ＞．ＬＣＳ　佶息操作　Ｊ　１的进ｆ　【Ｊ状态　ＤＬＡ　协议文什　＜ＴＨＷＩＤＰＯＤ＞．ＬＵＩ　，｝］＿＿］＿　｝Ｊｊ女台化　ｆ０操　：　ＤＬＡ　ｆ办议史什　＜ＴＨＷ　１Ｄ　ＰＯＤ＞．ＬＵＲ　ＪｌＪ　Ｊ　ｉ　求Ｊ　ｆ‘ｎ０　Ｉｌ　戈　０农　ＤＬＭ　议文什　＜ＨＥＡＤＥＲＦＩＬＥ＞．ＬＵＨ　ｔＡ囊操作　允　：ＩＩ怀机接受Ｊ　Ｊ　Ｊｌ找的数　文ｆ１．例表　快ｊｉ　协议　文什　

＜ＴＨＷ　ＩＤ　Ｐ０Ｄ＞．ＬＵＳ　｝　传操作『１Ｉ的进　状态　ＤＬＡ　、议丈件　＜Ｄａｔａ　Ｆｉｌｅ　Ｎａｍｅ＞　待ｆ　化的教掘史什手‘　ｉｉ蚊ＤＬＡ　数　：文什　（ＴＨＷ　ＩＤ　ＰＯＤ＞．ＬＮＤ　介质定义卜找　川Ｊ　始化介质定义卜拔操作　ＤＬＡ　ｆ＿　ＪＪ＇汉文件　＜ＴＨＷＩＤＰＯＤ＞．ＬＮＲ　操作　ＨＪ丁｝Ｉ　求卜拽的史ｒｒ　ＤＬＭ　议丈什　＜ＴＨＷ　ＩＤ　ＰＯＤ＞．ＬＮＳ　卜钱操作　卜拔操作＿ｆｌ的进　币¨　｛火念　ＤＬＡ　议文什　＜ＴＨＷ　ＩＤ　Ｐ０Ｄ＞．ＬＮ０　操作　定义Ｆ　ｆ｝ｊ　Ｊ　｝』Ｊ始化操作１ｉｊ定义卜拔操作　ＤＬＡ　汉文什　＜ＴＨＷ　ＩＤ　ＰＯＤ＞．ＬＮＬ　钱探作　｝ｉ标机　Ｊ‘破Ｆ拽的丈什列农　ＤＬＡ　Ｉ办　义文什　＜ＴＨ　ＩＤ　ＰＯＤ＞．ＬＮＡ　川Ｊ　请求卜裁的爻仆列农　ＤＬＭ　议丈ｒ｝　

注释：ＴＨｗ　ＩＤ代表　标机的　称，ＰＯＤ代　Ｈ标机的逻辑位置。例　Ｉ：ＴＨｗ　ＩＤ为ＡＢＣ，　ＰＯＤ为Ｌ，ＬＵ１的义什名将为“ＡＢＣ　Ｌ．ＬＵＩ”。