多网络控制器FC-AE-1553动态带宽调度机制

由于航电系统通信需求的日趋复杂化,对基于FC-AE-1553组网的通信系统需要采用多网络控制器(NC)构建分布式网络环境,如何实施多个控制器之间的控制权分配,并解决跨域业务冲突的问题是其中的关键。为实现多NC协同调度,提出了一种主从NC协作的多NC动态带宽调度机制,采用并发通信方式提高网络带宽利用率,同时提升各类业务的传输保障能力。对于周期性业务采用固定时隙进行传输,对于强时效性突发业务采用抢占式带宽分配,对于一般突发业务按照“先跨域后域内”分别进行带宽分配。通过OMNeT++搭建FC-AE-1553网络仿真平台,结果表明:该调度机制可以满足多NC条件下不同类型通信业务的协同带宽分配和调度,对于周期性业务和强时效性突发业务,可以保障其实时性通信要求;对于一般突发业务,在网络负载不超过57%时也能为其提供合适的带宽进行传输。与单NC集中式相比,当网络负载大于0.5或跨域/域内业务比值大于0.8时,多NC控制具有较明显的时延优势。

运载火箭新一代遥测系统中FC-AE-1553总线技术应用研究

随着军用电子系统对网络实时性和确定性的要求越来越高,FC-AE-1553作为一种实时性强、确定性高的基于光纤通道的命令响应网络协议,已经越来越广泛地应用于航空电子环境的数据传输、飞行控制等领域。介绍了FC-AE-1553总线的基本特性,并以运载火箭遥测系统为背景,构建简单星形网络拓扑,采用FC-AE-1553总线协议为通信载体,验证FC-AE-1553总线技术在运载火箭遥测系统中的适用性。

FC-AE-1553网络传输性能评价

为了提高航天航空网络传输性能,提出一种通用的FC-AE-1553网络传输效率计算方法并研制高性能FC-AE-1553节点卡.首先,对FC-AE-1553网络的消息传输过程进行详细分析,分析信息类型,给出传输帧的格式建议,通过分析FC-AE-1553协议中各类消息传输的时间参数,结合FC标准中对通信时间的要求,提出FC-AE-1553网络交换中各种消息类型的通信时间计算公式.然后,针对无差错传输和有差错传输两种情况,给出了网络传输效率的计算方法.最后,通过仿真分析数据帧净荷长度、节点处理时间、交换中序列数量、传输误码率、丢包率等参数对FC-AE-1553网络传输效率的影响,给出了网络优化设计的建议.依托某航天工程任务,研制了基于XC5VFX100T和MPC8536E的FC-AE-1553节点卡.实验结果表明:丢包对传输效率的影响可忽略;数据帧净荷为2048 B,数据帧数量为16时,传输效率可达到77.2%.

总线型FC-AE-1553网络结构及实时性分析

针对仲裁环型与交换式FC-AE-1553总线时间延迟不易确定的问题,提出了一种新的基于无源光网络的总线型FC-AE-1553结构。该结构采用下行广播、上行分时复用的传输机制,消息在总线上的传输时间延迟非常确定,方便用户根据时序严格编排总线任务,适合应用于航空航天等强实时要求的环境。

FC-AE-1553网络的“并发交换式”动态带宽调度机制

为提高航天航空网络传输性能,针对低轨空间舱内有效载荷系统的特点及有效载荷系统数据传输的要求,将空间有效载荷系统的数据分为周期性业务、突发性业务及强时效性业务3种业务类型,并综合分析3种业务特征,提出了一种可应用于FC-AE-1553网络的"并发交换式"动态带宽调度(DBA)机制,即突发性业务传输采用"并发交换式"的动态带宽分配,周期性业务采用静态固定带宽分配,强时效性业务采用抢占式带宽分配的方案。采用理论分析和仿真验证的方式分析了该调度机制的可行性,并通过OPNET仿真软件建立了FCAE-1553网络仿真平台。结果表明,相比FC-AE-1553网络传统的"总线式"调度机制,所提机制可将FC-AE-1553网络的吞吐量提高10倍以上,且当网络节点数为32时,FC-AE-1553网络的吞吐量可从2.8 Gb/s提高到46 Gb/s,突发性业务的平均时延可降低1个数量级。

基于Petri网理论的FC-AE-ASM建模与性能分析

以确定与随机Petri网为工具,基于周期消息,对光纤通道在航空电子环境的FC-AE-ASM(fiber channelanonymous subscribermessaging)网络进行建模仿真,根据仿真计算出FC-AE-ASM网络负载和系统的延迟时间两个重要的性能指标,通过对两个指标的性能曲线进行分析,有助于进一步理解航电系统事件消息在FC-AE-ASM网络中的传输机制,为综合航电系统的设计和完善提供重要的理论依据。

FC-AE-1553与MIL-STD-1553协议转换方案的设计

为了实现FC-AE-1553和MIL-STD-1553两种总线网络之间信息单元的准确传输,分析了当前航电系统的应用现状,描述了FC-AE-1553协议在总线应用方面的性能优势,提出了两种协议之间的转换方案,实现了两种信息单元格式之间的转换。在FC-AE-1553帧与MIL-STD-1553字相互映射关系的基础上,对协议转换方案进行了总体分析,并按照子功能进行了模块的划分。针对各个子模块,依据其运行机理给出了详细的设计流程。仿真分析结果表明,协议转换方案具有良好实时性能,具有很强的适应性。

FC-AE-ASM网络的模糊可靠性研究

针对目前FC-AE-ASM(fibre channel avionic environment anonymous subscriber messaging)网络可靠性计算问题,以网络任务模型为基础,提出了FC-AE-ASM网络的模糊可靠性模型。该模型主要分析了FC-AE-ASM网络的三种基本拓扑,得出了这三种结构的模糊可靠性表达式。同时,结合串并联的推导方法,推导出了FC-AE-ASM冗余网络的模糊可靠性计算式。对实例的计算结果表明,FC-AE-ASM网络模糊可靠性的改善取决于关键因素,并且基本路径冗余网络在自身网络可靠性较高时与全网冗余网络性能基本相同。

基于PETRI网理论的FC-AE-1553建模与性能分析

光纤通道是新一代网络和总线技术,具有兼容性好、延迟低、可靠性高、传输速度快和传输距离远等优点,以确定与随机Petri网为工具,基于周期消息和事件消息,对光纤通道在航空电子环境的FC-AE-1553网络进行建模仿真,根据仿真计算出FC-AE-1553网络负载和系统的延迟时间两个重要的性能指标,通过对两个指标的性能曲线进行分析,有助于进一步理解航电系统事件消息在FC-AE-1553网络中的传输机制,为综合航电系统的设计和完善提供重要的理论依据。

FC-AE-1553设备光纤接口电路的设计与实现

随着航空电子技术的发展,航空电子系统对数据通信在可靠性、数据吞吐率、实时性等方面的要求越来越高,基于光纤通道的FC-AE-1533总线可以很好的满足航电系统的要求,因而它成为新一代航电总线的发展方向。在分析光纤通道协议基础上,提出了FC-AE-1553设备光纤接口电路的总体方案,完成了其中各模块的设计并开发了光纤通道接口IP核。利用该接口电路完成了NC模块的设计,并利用光纤交换机搭建了实验平台,通过与交换机进行架构登录的方法对接口电路的功能进行了测试及验证。从实验结果可以看出,光纤接口电路可以实现FC-0、FC-1的功能以及部分FC-2层的功能,满足FC-AE-1553设备对底层光纤协议的功能要求;利用本方案可以灵活构建网络控制器(NC)、网络终端(NT)或者协议桥模块,这为开发FC-AE-1553协议设备提供了便利条件。

基于蒙特卡罗法的FC-AE-ASM网络可靠性研究

对于FC-AE-ASM网络的可靠性问题,从FC-AE-ASM网络的基本模型出发,介绍了两种FC-AE-ASM网络冗余结构;提出了基于蒙特卡罗仿真法的网络可靠性分析方法,给出了FC-AE-ASM网络全端可靠度计算方法,给出了仿真结果的误差分析公式;结合由多个FC交换机组成的复杂FC-AE-ASM网络模型实例,分析链路冗余结构、链路可靠概率和节点可靠概率对FC-AE-ASM网络可靠性的影响。

基于Petri网理论的FC-AE-1553性能分析

随着综合航电系统的发展,1553B总线已经不能满足发展需要,FC-AE-1553协议作为新一代的高性能网络通信协议被引入到航电系统中,其性能指标与整个航电系统的总体指标有着密切的关系。文中给出了一套完整的基于确定与随机Petri网的FC-AE-1553性能评价模型和算法。通过对模型的求解,得到了网络系统的2个重要性能指标总线负载、延迟时间随消息数变化的规律,通过对性能曲线的分析,可对综合航电系统的设计和完善提供重要的理论依据。

FC-AE-1553高级特性介绍

FC-AE-1553是在光纤通道FC-4映射MIL-STD-1553B协议实现的,既具有光纤通道的优良网络性能,又具有MIL-STD-1553B的传统优势,被称为"吉比特的1553"。详细分析FC-AE-1553相对MIL-STD-1553B的不同之处,重点研究了FC-AE-1553的扩展特性,包括分布式控制,大文件传输,RDMA传输,以及与MIL-STD-1553B桥接等机制。

不同拓扑结构FC-AE-1553B网络性能研究

研究点对点、交换式与仲裁环3种不同拓扑结构的网络,建立FC-AE-1553B网络的Markov模型,并分析单点故障对不同拓扑结构总线的影响。仿真结果表明,基于点对点结构的FC-AE-1553B网络在传输NT节点到NC节点的数据流时,具有最小时延,基于交换机实现的FC-AE-1553B网络在传输NT节点到NT节点的数据时,传输性能较优。

基于FC-AE-ASM总线的通用分析软件的开发

在新型机载航空数据总线修理研究中,针对传统总线分析代码无法共用、通用性不强的问题,提出了统一ICD格式和数据结构的方法,综合应用数据库及软件开发技术,设计了ICD数据库管理、总线数据分析和数据管理及显示模块,开发了一款FC-AE-ASM总线通用分析软件。该软件具有ICD数据库的生成或导入、数据实时解析及显示功能。测试验证表明,该软件实现了总线数据解析方法的通用性,可广泛应用于含FC-AE-ASM总线数据的产品测试中。

具有优先级消息的FC-AE-1553建模仿真分析

以确定随机Petri网为工具,对具有优先级消息的FC-AE-1553网络进行建模仿真,根据仿真计算出在事件消息间有优先级和没有优先级两种情况下消息的传输延时,通过对两种情况下的仿真结果进行对比分析,对理解具有优先级的事件消息在FC-AE-1553网络中的传输机制以及体会优先级对紧急消息处理的重要性提供了重要的理论依据。

可在未来航天器电子联网系统中应用的FC-AE-1553

简述光纤通道技术的主要特点 ;介绍基于光纤通道的FC AE 15 5 3协议的结构和性能 ,并对FC AE 15 5 3和传统的MIL STD 15 5 3进行比较 ;提出将FC AE 15 5

FC-AE-1553总线数据处理技术研究

随着航空电子技术的发展及综合化程度的提高,MIL-STD-1553总线在传输速率、带宽、允许终端数、实时性等方面开始显得力不从心,为了解决MIL-STD-1553所面临的瓶颈问题,引入FC-AE-1553总线并与MIL-STD-1553比较网络结构与信息构成,经比较得出FC-AE-1553在性能上比MIL-STD-1553更优。结合MIL-STD-1553总线数据处理的工程经验提出FC-AE-1553协议的数据处理方法。

基于FC-AE-ASM协议仿真测试系统设计与实现

针对新型航空电子系统修理中对光纤通道(FC)网络的修理需求,设计了一种基于FC-AE-ASM协议的仿真测试系统;首先,简述了FC网络技术特点、上层协议、网络故障机理;其次,分析了系统应用需求;最后,给出基于FC-AE-ASM协议的FC网络修理仿真测试系统的硬件和软件设计,实现了FC-AE-ASM节点和网络通信及协议分析功能;通过测试验证,达到了测试数据采集分析的实时性和可视化要求,为FC网络修理做好技术储备。

基于FC-AE-ASM协议的两种通讯板卡对比及应用

在航电系统光纤通道(FC)网络的测试维修保障过程中,搭建了一套基于FC-AE-ASM协议的仿真测试系统,FC-AEASM通讯板卡作为测试系统的重要组成部分,分析其应用十分必要;首先,简述了测试系统的架构和组成;其次,分析对比了国外板卡1和国内板卡2两种通讯板卡的功能及特点;再次,重点介绍了两种通讯板卡的安装、应用软件及其配置;最后,给出了通讯实例应用情况;通过测试结果表明:两种通讯板卡间实现了ASM协议的通讯功能,满足了仿真测试系统的设计要求,其对比可为后续仿真测试系统设计提供参考和借鉴。