AFDX端系统发送单元的研究与实现

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1、第42卷第2期2012年3月航空计算技术AeronauticalComputingTechniqueV01．42No．2Mar．2012AFDX端系统发送单元的研究与实现李大鹏，王世奎，李雯(中航工业西安航空计算技术研究所，陕西西安710068)摘要：AFDX网络已成为客机、运输机综合化航空电子系统的主干网络，AFDX端系统(ES)是其重要的组成部分。介绍了ARINC664标准对ES设计关键的虚拟链路、子虚拟链路、带宽和抖动要求，论述了ES发送单元的结构、组成和流程分析，重点描述了虚拟链路和子虚拟链路的发送调度机制和实现方法。采用F

2、PGA实现了AFDX端系统发送单元的功能目标。为研制自主化的Es产品奠定了基础。关键词：AFDX；端系统；FPGA；虚拟链路；子虚拟链路中图分类号：TP336文献标识码：A文章编号：1671-654X(2012)02．0128．04ResearchandImplementationofAFDXESTransmissionUnitUDa—peng，WANGShi—kui，LIWen(X／’anAeronauticsComputingTechniqueResearchInstitute，AVIC，瓜’an710068，China)Abs

3、tract：AFDXnetworkhasbecomethebackboneofthemodernAvionics．AFDXEndSystem(ES)，isoneimportantpartoftheAFDXnetwork．ThispaperintroducesthedesignrequirementsofVirtualLink．Sub—VirtualLink，BAGandjitterinARINC664，whicharequietimportantforESdesign．Itanalyzesthestructure．component

4、sandfunctionofEStransmissionunit．Thispaperdescribesthetransmissionsched-ulemechanismandrealizationmethodofVirtualLinkandSub—VirtualLinkindetails．FPGAisadoptedtorealizetheAFDXEStransmissionfunction，whichmakesthebasisofAFDXESself—design．Keywords：AFDXnetwork；endsystem；FPG

5、A；virtuallink；sub—virtuallink引言随着航空电子系统的高度综合化，系统通信数据量成倍增长，传统的ARINCA29、MIL—STD一1553等总线已不能满足航电系统对数据通信的要求。航空电子全双工交换式以太网(AFDX)是在标准以太网的基础上经过补充，修改和限定而形成的适用于航空电子系统互联的确定性网络，目前已广泛应用于空中客车A380、波音787等大型飞机上¨1。AFDX网络设计遵循ARINC664Part7¨1标准。AFDX网络在保留传统以太网高速、通用以及低成本等特点的同时，增加了用于确保网络可靠性和确

6、定性的特殊机制，定义了虚拟链路、带宽分配、冗余管理、帧完整性过滤、流量管制等机制。AFDX网络由三部分组成：端系统(EndSystem，ES)、链路(Link)和交换机(Switch)。ES的主要功能是给航空电子系统提供一个通过AFDX网络上收发数据可靠通路。Link是ES与交换机之间的物理通路。交换机负责AFDX数据帧的接收和转发。本文介绍AFDX．ES的特点，描述了AFDX．ES发送单元的结构、组成和流程分析，重点讨论了AFDX-ES的发送单元中虚拟链路和子虚拟链路的实现和调度过程。1AFDX．ES简介端系统是航空电子计算机系统

7、的一个主要组成部分，其主要是为航空电子子系统和AFDX网络互连通信提供通信接口。在航空电子计算机系统中，端系统可以同时向一个或多个航空电子子系统提供安全、可靠的数据交换接口。另外，端系统也可以通过网关将AFDX互连模块与外部的网络连接起来，实现更加广泛的应用。1．1虚拟链路AFDX网络的核心是虚拟链路∞3(VL)。虚拟链路是一个概念上的通信对象，其可以被理解为一个终收稿日期：201l一10一22修订日期：2012—02—24基金项目：航空科学基金项目资助(20101931005)作者简介：李大鹏(1981一)，男，陕西临潼人，工程师

8、，硕士，主要研究方向为计算机网络。2012年3月李大鹏等：AFDX端系统发送单元的研究与实现·129·端系统向另一个终端系统之间的单向的逻辑路径，如图1所示。图1虚拟链路示意图虚拟链路具有两个特性：a)虚拟链路定义了一个逻辑的单向连接