航空全双工交换以太网冗余管理机制研究

围绕AFDX系统中的冗余管理问题,针对冗余帧发送时间间隔SkewMax,进行了较为深入地分析与研究,利用Network Calculus对AFDX网络进行建模,并定量分析其数据包的延迟抖动,提出了较为有效的冗余管理算法SKRM。然后,运用时序自动机模型的验证工具UPPAAL,对所提出的SKRM冗余管理算法进行仿真验证。结果证明,SKRM冗余管理算法是有效的,可以保证航电网络数据传输可靠性要求。

面向完整性要求的航空电子全双工交换式以太网可靠性评价参数研究

为探讨对航空电子全双工交换式以太网(AFDX)数据传输完整性的评价方法,从完整性概念出发,针对AFDX的实际特征构建了AFDX可靠性模型;从反映网络各类性能传输能力和不同度量范围的可靠性2个方面定义了面向完整性要求的AFDX可靠性评价参数,将AFDX可靠性划分为数据完整可靠性、及时可靠性、次序可靠性和正确可靠性4类,其中,根据对虚拟链路考察范围的不同,每一项可靠性中又包含单条虚拟链路可靠性、指定k条虚拟链路可靠性和全部虚拟链路可靠性;给出了各个参数的定义和数学表达,明确了可靠性参数与性能参数之间的关系。

航空电子全双工交换式以太网终端系统研究

新一代飞机航空电子系统综合化程度的提高,对数据网络的吞吐量、速率和延迟等提出了更高的要求,传统的航空总线协议已不能满足未来航空电子系统的需要;航空电子全双工交换式以太网(AFDX)在以太网的基础上采用商用货架产品技术(COTS)和开放式标准,可以缩短开发周期,降低研发成本,提高航空电子系统的通信速率,是下一代航空数据网络的最佳选择;文章介绍了AFDX网络的组成及体系结构,并对AFDX终端系统(ES)进行了研究,最后,详细介绍了ES的一种实现方案。

全双工交换式以太网实时通信研究

全双工交换式以太网是现代军事航空通信的一个新技术,它最初的设计并没有满足实时通信的要求,成了限制它在军事中广泛应用的一个瓶颈。文章分析了全双工交换式以太网的特点,并针对航空中实时通信的要求,设计了一种实现实时通信的方法,即流量整形和优先权管理机制相结合,并采用网络演算建立了整形器的一般性模型,最后对该方法进行了仿真验证,通过流量整形和优先权管理机制相结合的方法,可以实现有限延迟下的数据包可靠传输。

航空全双工交换式以太网探究

针对传统航空总线不能满足下一代航空电子系统对高速和实时性数据通信的要求,提出航空全双工交换式以太网(AFDX)。描述AFDX通信网络的特点、结构、通信机制和协议栈,并给出AFDX终端系统和网络交换机的设计思路,阐明硬件结构和软件流程,对AFDX通信网络的研究具有一定的参考和推广价值。

优先级管理的全双工交换式以太网实时通信

航空电子全双工交换式以太网(AFDX)以其独有的优势在航空航天等领域的应用不断扩展,但是由于通信模式,无法满足实时任务的可预测性和低延迟等要求,因此,研究AFDX的实时性成为一个重要的课题,为了提高网络的实时性最可行的措施就是采取优先级管理模式,对具有优先级的分组传输问题进行了分析,给出了两种优先级排队模型下,不同优先级分组的平均排队等待时间和平均逗留时间,并进行了计算机仿真。得出:采用具有优先级的分组传输模式能很好的提高网络的实时性。

基于时间触发的航空电子全双工交换式以太网调度方法研究

航空全双工交换式以太网(AFDX)是现代航空电子系统的重要通信标准。航空电子系统中的数据流被分为时间关键数据流和非时间关键数据流,目前的研究虽然可以给出时间关键数据流的延时上界,但是仍然不能保证时间关键数据流的完全确定性。将时间触发机制引入AFDX网络中,对时间触发AFDX网络的调度算法进行研究并对其实时性进行分析。

全双工交换式以太网在楼宇自控系统中的应用分析

针对传统以太网采用带有冲突检测的载波侦听多路访问(CSMA/CD)的媒质访问协议给工业控制带来实时性差的弱点,分析了全双工交换式以太网应用于楼宇自控系统的可行性,并对其进行了介绍,分析了其优点。在以太网一网到底结构的楼宇自控系统中采用全双工交换式以太网,对典型的二级交换网络结构进行了实时性计算,结果表明采用这样的以太网通信方式能保证楼宇自控系统中的实时性要求。

航空电子全双工交换式以太网编址方案设计

目前国内对航空电子全双工交换式以太网(AFDX)的研究还停留在标准的研究和单个的端系统仿真测试阶段,缺乏能用于AFDX测试的实际网络。为此,提出了一个用于机载数据网络的网络层编址方案,设计了一个AFDX通信网络系统,将其作为一个AFDX网络半实物仿真测试系统的底层架构应用于实际测试。测试结果表明,系统具有更强的实时性和连续性。

抗空电子全双工交换式以太网端系统研究与设计

航空电子全双工交换式以太网（Avionics Full Duplex Switched Ethernet，简称AFDX）是新一代机载数据总线的最佳选择。AFDX端系统（EndSystem，简称Es）是各个航空电子子系统和AFDX网络之间信息交换的接口部件，为信息在各个子系统和AFDX网络之间的传递提供了数据通道，是保障AFDX网络服务质量的关键。对AFDX端系统进行了深入的研究，基于ARINC664规范第7部分，提出了一种AFDX端系统的设计方案，并对端系统虚拟链路层进行了分析设计。在测试平台上对端系统的验证结果表明本文提出的方案可行，满足ARINC664规范要求。

航空电子全双工交换式以太网协议分析及测试

分析了AFDX网络的数据帧结构及AFDx协议栈的原理。用德国AIM公司所研制的AFDX网络协议分析软件fdXplorer及API—FDX－2仿真测试板卡对AFDX网络的数据包进行了测试。

基于FPGA的航空全双工以太网交换芯片

基于ARINC664规范第7部分,提出符合该规范的基于FPGA的AFDX交换机整体设计方案及其核心交换芯片中关键模块的Verilog HDL实现,并通过功能仿真、时序仿真、网络仿真等手段对交换芯片的功能进行验证。实验结果证明,该交换芯片可为航空器中的数据通信设备提供有保障的基于以太网数据帧的交换通道,具有较高的交换性能及稳定性。

基于时间触发的航空电子全双工交换式以太网调度方法研究

在以太网诞生的30年内,一直保持着它不可撼动的地位,至今仍然强劲的发展趋势。互联网办公、高端设备生产都需要安全可靠地系统赖以支持。航天航空等行业也需要利用以太网去节约成本。航空电子系统的数据流可以分为两个部分,一是时间关键数据流,二为非时间关键数据流。在国内目前的研究中,时间关键数据流的延时上届是可知的。但是却保证不了这个关键数据流的正确性。所以该篇文章研究的方向为将时间触发装置引入航空电子全双工交换式以太网中,对其调度方法进行分析和合理的研究,并对其在实践中的应用进行研讨。

基于以太网的控制系统时间同步机制研究

全双工交换式以太网技术使得基于以太网的网络化控制进一步向工业现场领域延伸,成为继现场总线之后工业控制应用和研究的热点课题;在网络诱导延迟、周期抖动等不利因素的情况下,为了实现预期的实时调度,必须考虑如何保证精确的分布式时钟同步问题;在给出了一种基于全双工交换式以太网并采用类似总线型拓扑的网络化控制结构后,对其网络延迟特性、时钟同步机制及算法进行了详细分析,最后给出了时钟同步的设计和实现方法以及方案的有效性分析。

以太网在材料配混系统中实时性的研究

把以太网应用于材料配混系统中,并针对以太网信息传输实时性不足的缺点,提出了底层采用了全双工交换以太网、IEEE802.1P协议和上层采用O(1)算法相结合的方式来提高以太网通信的实时性,满足了材料配混系统的实时性要求。

时间触发以太网加速航电互联

时间触发以太网(TTE)是具有高精度分布式时钟同步机制、时间和事件触发功能以及数据高可靠性的网络。根据航空电子综合化互联发展需求,分别分析了TTE网络的可扩展性和实时性,给出了仿真TTE网络的方法,验证了时间触发以太网实时特性,仿真表明TTE适用于分布式航电互联网络。

航空电子全双工交换式以太网标准研究

介绍AFDX的标准化文档ARINC 664系列规范的构成与发展过程,以及国内外在交换式以太网的平台电子应用领域的研究和标准化的进展情况,重点阐述为了适用航空电子"(时间)确定性网络"的需求,相关的规范(主要是ARINC 664第7部分)对网络流量控制与调度机制的实时性能保证机制的标准化规定,并展望经过实时性能改造的交换式以太网技术及其标准化工作在我国发展大中型飞机中的应用前景。

航空电子全双工交换式以太网标准研究(续)

介绍AFDX的标准化文档ARINC664系列规范的构成与发展过程,以及国内外在交换式以太网的平台电子应用领域的研究和标准化的进展情况,重点阐述为了适用航空电子"(时间)确定性网络"的需求,相关的规范(主要是ARINC664第7部分)对网络流量控制与调度机制的实时性能保证机制的标准化规定,并展望经过实时性能改造的交换式以太网技术及其标准化工作在我国发展大中型飞机中的应用前景。

网络演算理论及其在分组交换网中的应用

针对分组交换网性能评价问题,首先运用确定网络演算理论与方法,分析了航空全双工交换以太网(AFDX,Avionics Full DupleX Switched Ethernet)中数据传输的性能,证明了AFDX数据传输的确定性,给出了保障可靠数据传输网络参数的配置方案;其次,围绕有线-无线混合(WcW)网中贯穿流的随机特性,利用随机网络演算理论与方法,分析并推导出了WcW网络的数据传输性能边界。

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。