本文關(guān)鍵詞：AFDX端系統(tǒng)協(xié)議棧分析與設(shè)計

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【摘要】：航空電子系統(tǒng)日益增加的復雜性對航空數(shù)據(jù)總線的帶寬提出了越來越高的要求,航空電子全雙工交換式以太網(wǎng)(AFDX)在全球范圍內(nèi)的成功應用促使航空電子系統(tǒng)進入一個嶄新的高度綜合化的時代。端系統(tǒng)作為AFDX網(wǎng)絡(luò)的一個非常重要的組成部分,其設(shè)計中的重中之重就是AFDX協(xié)議棧的實現(xiàn)。協(xié)議棧中的UDP、IP層的功能實現(xiàn)與普通以太網(wǎng)基本相同,而虛擬鏈路層則加入一些新的功能以消除網(wǎng)絡(luò)的不確定性,這是端系統(tǒng)設(shè)計的重點。目前我國在大飛機領(lǐng)域投入了大量的人力物力,而AFDX端系統(tǒng)協(xié)議棧虛擬鏈路層對于我國研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大型飛機具有非常積極的作用和意義。首先,將傳統(tǒng)航空總線ARINC429、1553B和新型航空總線AFDX在世界范圍內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀和各自特點進行了對比分析,相對于早期應用比較廣泛的ARINC429和1553B總線技術(shù),AFDX不僅提高了網(wǎng)絡(luò)帶寬,有效避免了網(wǎng)絡(luò)瓶頸,而且大大降低了飛機的重量和成本,屬于當前研究的熱點。歐洲的空中客車公司最新推出的大型客機A380、大型運輸機A400,以及美國波音公司最新型的大型客機波音787,都采用了AFDX總線。本文闡述了以太網(wǎng)在實時性和確定性上的不足。詳細分析了AFDX網(wǎng)絡(luò)為了滿足航空數(shù)據(jù)總線的要求在實現(xiàn)上不同于以太網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù),這些技術(shù)從根本上保證了AFDX網(wǎng)絡(luò)的實時性和確定性。其次,在對AFDX端系統(tǒng)虛擬鏈路層在AFDX網(wǎng)絡(luò)中的重要性進行簡單介紹的基礎(chǔ)上,對數(shù)字化AFDX端系統(tǒng)虛擬鏈路層協(xié)議進行了全面分析,提出了數(shù)字化AFDX端系統(tǒng)虛擬鏈路層總體結(jié)構(gòu)框架,提出了AFDX端系統(tǒng)應當具備的如數(shù)據(jù)收發(fā)、流量整形、虛擬鏈路調(diào)度、完整性檢查、冗余管理等功能。將數(shù)字化AFDX端系統(tǒng)主要分為驅(qū)動模塊、傳輸模塊、通信配置加載模塊以及錯誤警告計數(shù)四部分進行設(shè)計。最后,使用OPNET網(wǎng)絡(luò)仿真軟件對AFDX網(wǎng)絡(luò)進行了仿真,對AFDX端系統(tǒng)與AFDX交換機互連搭建起的AFDX網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行了通信測試,驗證了AFDX數(shù)字化端系統(tǒng)設(shè)計的功能與性能。證明了AFDX端系統(tǒng)設(shè)計的正確性和實用性。各項指標的測試結(jié)果表明AFDX網(wǎng)絡(luò)完全滿足航空數(shù)據(jù)總線的高實時性和高確定性要求,AFDX網(wǎng)絡(luò)是下一代航空數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的最佳選擇。
【關(guān)鍵詞】：航空電子系統(tǒng) AFDX 虛擬鏈路 端系統(tǒng)
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP311.52
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 縮略語對照表12-15
• 第一章 緒論15-19
• 1.1 選題背景及意義15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.1 MIL-STD-1553B數(shù)據(jù)總線16
• 1.2.2 ARINC42916-17
• 1.2.3 航空電子全雙工交換式以太網(wǎng)17-18
• 1.3 本文工作及論文組織18-19
• 第二章 關(guān)鍵技術(shù)介紹19-27
• 2.1 AFDX系統(tǒng)組成19-20
• 2.2 協(xié)議標準20-21
• 2.3 虛擬鏈路21-22
• 2.4 數(shù)據(jù)幀格式22-24
• 2.5 抖動概念24
• 2.6 網(wǎng)絡(luò)內(nèi)通信和網(wǎng)絡(luò)間通信24-25
• 2.6.1 AFDX網(wǎng)絡(luò)內(nèi)通信24-25
• 2.6.2 AFDX網(wǎng)絡(luò)間通信25
• 2.7 硬件結(jié)構(gòu)25-26
• 2.8 本章小結(jié)26-27
• 第三章 系統(tǒng)需求分析27-35
• 3.1 端系統(tǒng)功能需求分析28
• 3.2 鏈路層功能需求分析28-32
• 3.3 系統(tǒng)功能模塊需求分析32-33
• 3.4 本章小結(jié)33-35
• 第四章 AFDX數(shù)字化端系統(tǒng)設(shè)計35-63
• 4.1 AFDX端系統(tǒng)數(shù)據(jù)收發(fā)處理過程35-38
• 4.1.1 數(shù)據(jù)發(fā)送模塊設(shè)計35-36
• 4.1.2 數(shù)據(jù)接收模塊設(shè)計36-38
• 4.2 AFDX端系統(tǒng)功能模塊劃分38
• 4.3 端系統(tǒng)驅(qū)動模塊設(shè)計38-43
• 4.3.1 UDP層功能設(shè)計39
• 4.3.2 IP層功能設(shè)計39-43
• 4.4 端系統(tǒng)傳輸模塊設(shè)計43-50
• 4.4.1 端系統(tǒng)發(fā)送功能設(shè)計43-46
• 4.4.2 端系統(tǒng)接收功能設(shè)計46-50
• 4.5 端系統(tǒng)通信配置模塊設(shè)計50-60
• 4.5.1 AFDX端系統(tǒng)通信端.設(shè)計50-51
• 4.5.2 端口通信機制實現(xiàn)51-52
• 4.5.3 通信端口結(jié)構(gòu)體配置52-54
• 4.5.4 通信端口實現(xiàn)54-55
• 4.5.5 SAP端口設(shè)計55-56
• 4.5.6 通信端口相關(guān)算法設(shè)計56-59
• 4.5.7 虛鏈路VL配置59-60
• 4.6 運行記錄參數(shù)和錯誤警告計數(shù)60-61
• 4.7 本章小結(jié)61-63
• 第五章 網(wǎng)絡(luò)仿真及測試63-73
• 5.1 OPNET網(wǎng)絡(luò)仿真63-64
• 5.2 系統(tǒng)建模64-68
• 5.2.1 包格式64
• 5.2.2 節(jié)點模型64-66
• 5.2.3 調(diào)度機制66
• 5.2.4 進程模型66-67
• 5.2.5 評價指標67-68
• 5.2.6 仿真數(shù)字化AFDX端系統(tǒng)的意義68
• 5.3 AFDX端系統(tǒng)測試68-72
• 5.4 本章小結(jié)72-73
• 第六章 結(jié)論與展望73-75
• 參考文獻75-77
• 致謝77-79
• 作者簡介79-80

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本文編號：924522