AFDX网络配置测试技术研究

终端系统作为AFDX网络数据传输的关键部分,其优劣决定着整个AFDX网络的通信性能。为了测试验证端系统功能,评估AFDX网络的传输性能,提出了一种AFDX网络配置测试方法。设计端系统的配置测试规范,建立端系统测试总体框架,对端系统的测试响应机制进行研究,规范化测试流程,生成的配置文件作为算法设计的输入信息。设计激励数据生成算法,建立激励数据生成框架,对数据发送的约束条件进行形式化定义,利用SMT求解器,生成激励数据发送时刻表。激励数据发送时刻表作为输入,利用TestCenter网络测试平台进行仿真实验,实验结果证明该方法能模拟当前AFDX网络配置在高负载数据流下的有效性。

基于度中心性的AFDX网络拓扑优化

随着航空技术的飞速发展,航空电子全双工交换以太网(AFDX)取代了传统航电传输总线标准,成为新一代机载设备网络。针对目前航电网络的带宽资源分配不均的问题,提出了一种基于度中心性理论的AFDX网络拓扑优化算法,并依据某型号真实网络拓扑中终端之间的虚拟链路关系对其进行了仿真和实验。通过将带宽资源占用率较高的终端调整至一个交换机,使目标交换机级联带宽降低了11.7%和9.72%;并通过基于OPNET的全数字仿真平台对本算法进行了仿真验证,全网交换机带宽占用率均有不同程度的降低。结果表明,上述方法能够对网络拓扑架构进行优化,不仅能够解决飞机网络局部带宽分配不足的问题,同时能够优化网络性能,具有重要的工程实践意义。

AFDX网络设备故障诊断技术

AFDX网络作为机载主干通信网络,如果出现故障,将影响整个航电系统的功能。AFDX网络设备故障诊断对于机载通信的稳定运行和航空子系统故障管理具有重要意义。聚焦网络设备故障诊断技术,研究了一套基于网络演算法的AFDX网络设备故障诊断技术。通过设计故障特征参数标识故障类型,给出检测结果和故障特征参数的关联关系;使用被动式采集的方式对关键元器件、通信过程以及设备性能进行状态检测;针对所收集的检测数据,分别给出故障诊断方法并对偶发性异常进行识别和抑制;设计网络故障诊断测试用例,从实时性和并发性2个角度进行测试验证,测试用例的通过率达到98%,且未发生致命、严重级别的BUG,较小级别的BUG不超过5个且均已修复,验证结果证明了方法的有效性。

SNMP协议在AFDX网络中的应用

AFDX高速网络已成为现代飞机航电系统的主干网络架构,终端设备数量多、自动化程度参差不齐。为解决AFDX网络统一管理的问题,文章基于SNMP协议给出了网络管理的方案,具有管理信息库、构型管理、故障管理和配置管理等功能。结果表明中SNMP协议不仅能够实时监控AFDX网络终端工作状态,而且具有成本低、通用性高、实现容易等特点。

AFDX协议性能分析及调度算法研究

本文围绕航空电子网络数据传输协议AFDX的关键技术——虚电路调度算法,进行了深入分析,提出了AFDX静态优先级队列调度算法AVLSP.运用Network Calculus理论与方法,对AVLSP算法进行理论证明,并构建仿真平台,对所提出的AVLSP调度算法进行仿真验证,结果证明AVLSP调度算法有效地减少了紧急数据的最大延迟抖动,较好地满足了航空电子网络数据传输的实时性要求.

基于时延分析的AFDX智能网络管理模型全局调度算法研究

为了更好地解决航空电子AFDX网络在应用上的不确定性问题,通过对AFDX网络时延进行分析,在建立AFDX智能网络管理模型的基础上提出了全局调度算法,该算法从AFDX网络全局角度出发,动态实时地调整调度算法、平衡网络负载,通过NS-2进行网络仿真,结果显示此算法能够有效地减少数据的最大延迟抖动,明显提高了AFDX网络的数据传送效能,更好地满足了航空电子网络数据传输的实时性要求,使AFDX网络运行更加高速可靠。

计算AFDX延迟的网络演算方法

介绍了航空电子全双工以太网的关键概念,并指出应用此技术时必须给出其数据帧延迟上界。分析了数据包在航空电子全双工以太网中的处理过程。给出了由网络演算方法得出的数据帧在数据接收、数据过滤、数据交换,端口存贮转发过程中的延迟。最后指出运用此方法得到的结果可作为适航依据。

AFDX网络端到端时延分析方法

针对AFDX网络时延分析问题,研究应用确定性网络演算理论的端到端AFDX网络传输时延分析方法。建立AFDX网络数据传输元模型,确定数据帧网络传输的各个网络元件,分析数据帧传输路径上各网络元件的最大处理时延,累加计算获得整个网络的端到端最大时延。多路复用排队时延是主要的可变时延,也是AFDX网络时延分析的关键。针对典型的先进先出策略和静态优先级排队复用策略,基于网络演算理论,给出其最大时延计算方法。最后,对该方法进行实例分析,表明该方法能够有效计算AFDX网络最差情况下的端到端数据传输时延。

一种航电系统AFDX网络管理技术的研究与实现

机载网络作为飞机航电系统的关键技术之一,其实时性能、容错能力以及网络行为的正确性将影响到飞机的整体性能,对其合理的管理可有效发挥航电系统的性能。基于对航电系统网络架构进行的研究,提出了一种采用AFDX为主干网络的级联式双中央处理机航电系统架构模型,在此模型的基础上结合AFDX网络的特点和TCP/IP网络管理的方法,进行了AFDX网络管理技术的研究,对AFDX网络管理方法和实现方式进行了分析,提取其构型管理、故障管理、配置管理等关键需求并在Vx Works653操作系统中实现该网络管理软件。

AFDX网络应用关键技术分析与研究

研究了基于AFDX网络的航空电子系统的特点;提出了AFDX网络顶层设计所涉及到的几个关键技术,包括网络拓扑、网络时统、网络加载、网络管理、网络配置和网络监控,并对每个关键技术进行了分析与研究;最后指出这些关键技术对基于AFDX网络的飞机航空电子系统设计具有重要的参考价值。

基于动态故障树的AFDX网络性能可靠性分析

AFDX网络是现代飞机集成的基础,其性能可靠性是飞机高可靠运行的保证。当前的研究虽然进行了性能评估或预测,但并没有针对网络故障所具有的相互影响、传播、依赖等特点深入研究,更缺乏对性能可靠性进行评估的方法。提出一种基于业务的动态故障树建模方法,对AFDX网络的数据传输是否及时、完整及传输次序、到达源端是否正确等性能可靠性问题的故障原因及故障模式进行了分析和建模,给出了一种量化计算方法。分析思路和方法对AFDX网络设计、动态故障树建模、可靠性分析和评估都有较好的意义和借鉴作用。

一种高性能AFDX监控卡的实现技术研究

AFDX(Avionics Full Duplex Switch Ethernet)是空客公司首先提出的,并在A380上应用的一种新型机载通信网络,具有高可靠、强实时和高安全性的优点。在应用商业以太网技术的基础上,通过增加特殊功能来保证航空应用的确定性和可靠性。在解析协议的基础上,介绍AFDX网络的关键技术,并针对AFDX网络测试的需求,提出了一种基于FPGA的AFDX监控测试卡技术方案,并对板卡设计中的系统结构、功能组成,以及关键模块的设计进行了较详细的介绍。试验结果表明该测试卡可满足端系统和交换机的测试以及网络监控需求,并为以后相关测试系统的研制提供了设计思路和借鉴经验。

时间触发AFDX网络的设计和实时性分析

时间触发机制可以近一步提高航空电子全双工交换式以太网(AFDX,Avionics Full Duplex Switched Ethernet)的确定性,保障时间关键消息具有完全的时间确定性.将时间触发机制引入了AFDX网络,设计了时间触发ADFX网络(TTAFDX,Time-Trig-gered AFDX)的体系结构,包括协议栈、虚拟链路类型、端系统调度、交换机调度、透明通信机制和降级通信机制,并且设计了端系统和交换机的时刻调度算法.对TTAFDX网络从理论和仿真实验两方面进行了分析,验证了TTAFDX网络对时间关键消息的完全时间确定性的保障.

AFDX端系统技术时延测试方法设计与实现

航空电子全双工交换以太网(AFDX)已成为先进的民用飞机航电系统的通信主干网。AFDX端系统(ES)是AFDX网络的重要组成部分。研究了AFDX端系统发送技术时延和接收技术时延的成因,设计了端系统技术时延的测试方法。在测试平台上对被测的AFDX端系统模块实际验证测试表明该方法精确有效。

AFDX交换机的队列整形调度研究

AFDX交换机的静态优先级非抢占式队列调度(SPUS)算法不能消除输出分组中的随机抖动。为此,采用将虚拟时钟作为分组调度发放合法时间的方法对SPUS算法进行改进。在发往级联端口的分组输出之前,先经过整形调度使数据流均匀地输出,以确保交换机的服务质量。仿真结果表明,改进后的算法可消除输出分组随机抖动,适用于交换机级联端口。

AFDX网络测试技术研究与实现

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。

AFDX网络中SkewMax的研究

航空电子的综合化、模块化和网络化是新一代航电系统的特点。基于以太网技术的AFDX(Avionics Full Duplexed Ethernet)具有强实时性、高可靠性和延迟确定性等特点,普遍应用于航空领域如空客公司的A380,A350,A400M以及波音公司的B787等机型上。为此美国航空无线电公司定义了一种航空专用以太网的通信协议标准——ARINC 664 Part7,该协议是IEEE802.3的一个子集。SkewMax参数应用于AFDX网络终端系统的余度管理中,它表示接收到的一帧的两个复本之间的最大的时间间隔,是影响AFDX网络性能的重要因素。介绍了机载通信网络的发展以及AFDX网络的产生,并概括了AFDX网络的特点,然后对ARINC 664 Part7协议中关于SkewMax的内容进行了深层次剖析,并针对终端系统的接收端多个虚链路,多个SN(Sequence Nubmer)号余度帧之间的SkewMax的测量,提出了一种有效的解决办法,对于AFDX网络的设计和测试有一定参考价值。

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ARINC429与AFDX的测试仿真系统设计与实现

ARINC429和AFDX是航空电子系统的主要接口总线;文中详细阐述了基于ARINC429与AFDX的某机载设备测试仿真系统的设计与实现,该系统以网络数据通信的精确时延和准确率性能作为核心测试内容,设计了仿真体系结构和测试流程,搭建了以工控机、429板卡、AFDX板卡主要硬件设备和VC软件编写平台的系统,连接被测设备进行测试,通过程序控制获取测试数据,并将处理后的测试结果通过可视化的界面显示。通过分析仿真测试结果,可以研究该机载设备是否满足系统实时性和可靠性要求。

AFDX网络关键协议分析与研究

AFDX网络满足新一代航空电子系统主干网络通信的高实时性、高可靠性以及高带宽要求,其核心协议为ARINC664 Part7。该协议具有完整的体系结构,运用虚链路技术,满足了AFDX网络高实时性要求,采用余度容错机制,实现了AFDX网络的高可靠性。在AFDX网络综述的基础上,详细分析了端系统协议与交换机协议,其中端系统协议涉及到通信端口、余度容错、虚链路等关键技术,交换机协议包括了警管、过滤、交换调度等关键技术,为AFDX网络关键协议芯片及后续产品的研制奠定理论基础。