AFDX交换机的ASIC设计和实现

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1、AFDX交换机的ASIC设计和实现沈磊等2012年12月第43卷第4期(总第150期)AFDX交换机的ASIC设计和实现沈磊，高磊，张效赢（中国航空无线电电子研究所，上海200241）[摘要]文章介绍了符合ARINC664规范第7部分的AFDX交换机的ASIC设计和实现。文章先简单介绍了AFDX交换机的特点以及与商用交换机的区别；着重介绍了AFDX交换机的系统结构和各模块的功能设计；最后介绍了ASIC芯片的设计过程和实现情况。测试结果证明，该交换机芯片满足ARINC664的各项性能指标，且通过了TechSatADS2的各项测试用例，同时也可实现器件国产化的需求。[关键词]A

2、FDX；ASIC；虚拟链路[中图分类号]TN915.02[文献标识码]A[文章编号]1006-141X（2012）04-0043-04DesignandImplementofanAFDXswitchASICSHENLei，GAOLei，ZHANGXiao-yin（ChinaNationalAeronauticalRadioElectronicsResearchInstitute,Shanghai200241,China）Abstract:BasedontheanalysisofARINC664specificationpart7,whichisasetofstandardp

3、rotocolsforAvionicsFullduplexSwitchedEthernet,anAFDXswitchASICdesignmethodispresentedinthispaper.AFDXpolicingfilteringandswitchingareimplementedinanASIC.ThesystemarchitectureandthedesignofindividualAFDXmodulearediscussedinparticular.AFDXswitchhastheadvantageofdeterminatingtimingdelayandrel

4、iabletransportmechanismcomparedwithcommercialswitch.ExperimentalresultshowsthisASICchipcanfulfillthetestrequirementsofTechSat.Italsohastheimportanteffectfortherequirementofdevicehomemade.Keywords:AFDX;ASIC;virtuallink此AFDX在以太网基础上增加了确定性定时机制1引言和可靠的信息传输机制以适应航电应用。确定性定航空全双工交换式以太网（AFDX：Avionic时机

5、制通过具有有限带宽和帧传输间隔的虚拟链Full-DuplexSwitchedEthernet）是一个适用于航电路（VL：VirtualLink）技术实现，可靠的信息传输系统信息传输的确定性飞机数据网路总线系统。鉴则通过帧管理机制实现，包括信息的冗余传输和完[1]于AFDX网络基于标准的IEEE802.3技术，而以太整性检查。网的硬件设备、电缆和测试设备已有大量COTS产2AFDX特点品被广泛应用和验证，飞机数据总线网络的成本因此得以降低。AFDX交换机既要实现数据在链路层的交换功由于以太网本身并不满足航电网络的需求，因能，并且还要符合IEEE802.3的10/100M以太网

6、43December2012Vol.43No.4(serialNo.150)航空电子技术AVIONICSTECHNOLOGY规范，同时也要符合ARINC664标准。根据AFDX规范，AFDX交换机与商用交换机有以下不同：（1）对虚拟链路的支持；（2）流量控制；（3）每个输出端口有足够大（512帧）的缓冲空间；（4）交换机交换过程中具有确定的可预计延迟时间；（5）拥有一个符合AFDX规范的终端。图1AFDX交换机逻辑框图上述不同决定了AFDX交换机结构与商用交（1）数据接收：终端输入的数据帧经过PHY，换机结构不完全相同。首先商用交换机中的路由表送入到MAC层。MAC层接

7、收到有效数据帧后，通变成了固定的虚拟链路表，路径选择要根据虚拟链过数据接收通道，送入到接收缓存中。路信息实现多播功能，并且添加了流量策略控制和（2）数据发送：交换结构将待发送的数据帧交换机终端模块。同时，AFDX交换机交换结构的和起始信息等送入MAC层。MAC层通过数据发送设计要保证帧在传递过程中具有可确定的延时。通道，将数据帧送入PHY中，最终送入接收终端。根据需求，该AFDX交换机采用24个全双工（3）帧过滤和流量控制：实现ARINC664规收发以太网口，端口速率可配置为10/100M；两个范要求的帧过滤功能和