航空全双工交换式以太网探究

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1、第35卷第11期计算机工程2009年6月Vol.35No.11ComputerEngineeringJune2009·网络与通信·文章编号：1000—3428(2009)11—0077—03文献标识码：A中图分类号：TP393航空全双工交换式以太网探究杜亚娟(华东计算技术研究所，上海200233)摘要：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

2、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。关键词：航空全双工交换式以太网通信网络；终端系统；网络交换机；虚拟链路ResearchonAvionicsFullDuplexSwitchedEthernetDUYa-juan(EastChinaInstituteofComputerTechnology,Shanghai200233)【Abstract】Aimingatthetraditionalavionicsbuscannotmeettherequirementforrap

3、idandreal-timedatacommunicationinnextgenerationavionicselectronicsystem,AvionicsFullDuplexSwitchedEthernet(AFDX)isputforward.Thispaperintroducesthecharacteristics,architecture,communicationmechanismandprotocolstackofAFDXnetwork,givestheprimarydesignideaof

4、AFDXendsystemandnetworkswitch,andpresentstheirhardwarestructureandsoftwareflow.IthasdefinitereferenceandextendingvaluetoAFDXcommunicationnetwork.【Keywords】AvionicsFullDuplexSwitchedEthernet(AFDX)communicationnetwork;endsystem;networkswitch;virtuallink1概述性

5、。引入虚拟链路的概念，将一条数据通路划分为逻辑上的航空电子系统由综合射频传感器、综合光电传感器、综多个虚拟链路，不同节点上的任务之间采用静态分配的虚拟合座舱、飞行控制、监视控制、综合核心处理器等子系统组链路进行数据通信，保证了任务的数据通信带宽和传输延迟。成。传统航空电子系统数据通信主要采用ARINC429以及(2)实时控制MIL-STD-1553等协议，这些数据通信协议具有可靠性高、针对实时任务的处理需要，AFDX提供了最大的网络传通信质量稳定等特点，在当代航空、航海等通信领域中得到输延迟控制和时间邮戳

6、。最大网络传输延迟保证了节点到节了广泛应用。但是ARINC429以及MIL-STD-1553等协议数点的网络通信延时的可确定性。时间邮戳为数据包传输提供据传速率低，MIL-STD-1553协议只具有1Mb/s的数据传输了精确的计时。率，因此，它们只适用于自身具有数据处理能力的传感器子(3)服务质量保证系统之间的数据传输，不能满足下一代航空电子系统对数据AFDX为任务提供了服务质量保证，由于传统以太网不通信的要求[1]。具有服务质量保证，使得其在语音图像的数据传输应用领域航空全双工交换式以太网(Avioni

7、csFullDuplexSwitched被ATM网络技术取代。而AFDX则提供了服务质量保证。Ethernet,AFDX)定义了电气和协议规范(IEEE802.3和(4)采用专用的航空电子通信协议ARINC664)，是一个数据通信标准[2]，主要用于航空电子子AFDX网络技术在TCP/IP协议的基础上实现了系统之间的通信。ARINC664标准，通过建立服务访问点和通信端口机制保证同过去的航电总线ARINC429,MIL-STD-1553等相比，上层通信应用与具体物理硬件和通信协议的无关性。因此，AFDX网

8、络性能有很大的提高，能够满足航空电子系统的实网络系统具有很好的移植性、重构性和容错性。时性、可靠性、良好的通信质量等要求。3AFDX结构2AFDX特点AFDX实时交换式以太网总线组成与以太网相同，有终AFDX是一个定义航空电子子系统间数据通信的标准，端系统(接口卡)和交换机(Switch)，其拓扑结构是星型结构。它对以太网技术进行了改进，提高了网络性能，减少了通信AFDX实时交换式以太网采用了虚拟链路(VL)技术，通过VL延时