afdx网络交换机芯片设计和验证

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1、西安电子科技大学学位论文独创性声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全

2、了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。（保密的论文在解密后遵守此规定）本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要近些年来，航空工业高速发展，航空电子系统间信息的交互和共享越来越

3、频繁，传统的航空数据总线已经不能满足需求，迫切需要一种传输速度快、具有实时性和高可靠性的数据通信网络。ARINC664规范在商用以太网的基础上，经过实时性和可靠性的改进，定义了新一代机载数据通信网络标准，其第七部分提供了航空专用的全双工、确定性网络AFDX解决方案。本文结合科研项目“航空全双工以太网交换机开发”，设计出一款能够满足ARINC664规范第七部分“AircraftDataNetworkPart7AvionicsFullDuplexSwitchedEthernetNetwork”定义的AFDX交换

4、机芯片，支持24个100Mb/s的以太网物理端口实现全双工、无阻塞的数据分组交换。本文首先概括介绍了航空电子系统的发展历程，分析了几种现役的通用航空总线，阐述了AFDX诞生的背景、特点和优势；其次阐述了AFDX网络技术，包括AFDX网络的架构、实时性改进、帧结构等，还概括介绍了端系统和交换机的特点；然后详细阐述了交换机芯片的逻辑设计和实现，包括AFDX交换机的设计需求、系统结构以及工作原理，介绍了部分关键模块的设计，包括主机接口模块、以太网MAC模块、交换调度模块和交换端口模块的模块特征、功能描述以及接口时

5、序。最后描述了交换机的验证和测试的情况，包括系统级验证和硬件建模，重点介绍了虚拟验证平台的搭建、验证流程以及仿真结果，验证了交换机系统设计的正确性，可以满足ARINC664规范第七部分的要求。关键词：航空全双工以太网确定性芯片虚链路设计验证AbstractAbstractInrecentyears,withtherapiddevelopmentoftheaviationindustry,movingandsharinginformationbetweenavionicssystemsaremoreandmo

6、refrequent.Furthermore,forbothpassengerentertainmentandflexibilityonmaintenance,thecommonusedavionicsbustechnologycannotmeettheneeds.ThereisanurgentneedforanAircraftDataNetworkwithhighspeed,real-timeandhighreliability.OnthebasisofcommercialEthernet,withrea

7、l-timeandreliabilityimprovement,theARINC664definedastandardforADNadoptedbyAEEC.AndtheARINC664part7definedafull-duplexanddeterministicswitchedEthernet.Withreferencetotheresearchproject“DesignoftheAvionicsFull-DuplexSwitchedEthernetSwitch”,thatistodesignanAF

8、DXswitchchipinaccordancewiththedefinitionofARINC664part7called‘‘AircraftDataNetworkPart7AvionicsFullDuplexSwitchedEthernetNetwork”．ThisAFDXswitchchipshouldhastheabilitytosupport24100Mb/sEthernetphysicalportst