飞机管理系统1394总线AS5643协议的设计与实现

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1、第４３卷第６期航空计算技术Ｖｏｌ．４３Ｎｏ．６２０１３年１１月ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅＮｏｖ．２０１３飞机管理系统１３９４总线ＡＳ５６４３协议的设计与实现马宁，王宣明，郑斐（中航工业西安航空计算技术研究所，陕西西安７１００６８）摘要：随着ＪＳＦ项目首先在航空器中采用ＩＥＥＥ－１３９４ｂ总线，使得该总线在航空电子系统中被快速广泛地使用。ＡＳ５６４３协议在ＩＥＥＥ－１３９４ｂ总线协议的基础上通过增加限制的方法，满足了新一代飞机管理系统总线对于高带宽、高确定性和高可靠性的要求。分析了基于飞机管

2、理系统总线的基本拓扑结构和ＡＳ５６４３协议，阐述了一种基于ＦＰＧＡ逻辑设计实现ＡＳ５６４３协议的解决方案。通过实验验证，表明设计解决方案满足设计指标，性能良好，实现了飞机管理系统总线机载环境的应用要求。关键词：飞机管理系统；总线；ＩＥＥＥ－１３９４；ＡＳ５６４３；ＦＰＧＡ中图分类号：ＴＰ３３６文献标识码：Ａ文章编号：１６７１桘６５４Ｘ（２０１３）０６桘０１２２桘０３DesignandImplementationofVehicleManagentSystem１３９４BusAS５６４３ProtocolＭＡＮｉｎｇ，ＷＡＮＧＸｕ

3、ａｎ桘ｍｉｎｇ，ＺＨＥＮＧＦｅｉ（Xi′anAeronauticsComputingTechniqueResearchInstitute，AVIC，Xi′an７１００６８，China）Abstract：ＷｉｔｈｔｈｅＪＳＦｐｒｏｊｅｃｔｆｉｒｓｔｌｙｕｓｉｎｇｔｈｅＩＥＥＥ－１３９４ｂｂｕｓｉｎｔｈｅａｉｒｃｒａｆｔ，ｉｔｍａｋｅｄｔｈｅｂｕｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅＡｖｉｏｎｉｃｓＳｙｓｔｅｍｓ．ＴｈｅＡＳ５６４３ｐｒｏｔｏｃｏｌｃｏｕｌｄｍｅｅｔｔｈｅｈｉｇｈｂａｎｄｗｉｄｔｈ，ｈｉｇｈａｓｓｕｒａｎｃｅａｎｄｈ

4、ｉｇｈｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｎｅｗｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆｆｌｉｇｈｔｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｂｙａｄｄｉｎｇｔｏｔｈｅｌｉｍｉｔｍｅｔｈｏｄｏｎＩＥＥＥ－１３９４ｂｂｕｓｐｒｏｔｏｃｏｌ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｌｙｓｉｓｔｈｅｂａｓｉｃｔｏｐｏｌｏｇｙｓｔｒｕｃｔｒｅｏｎｔｈｅｆｌｉｇｈｔｍａｎ-ａｇｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｂｕｓａｎｄｔｈｅＡＳ５６４３ａｇｒｅｅｍｅｎｔ，ｔｈｅｎｅｌａｂｏｒａｔｅａｓｏｌｕｔｉｏｎｗｈｉｃｈｄｅｓｉｇｎｓａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔｓＡＳ５６４３ｐ

5、ｒｏｔｏｃｏｌｏｎｔｈｅＦＰＧＡ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｖａｌｉｄａｔｉｏｎ，ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｄｅｓｉｇｎｓｏｌｕｔｉｏｎｃａｎｍｅｅｔｔｈｅｄｅｓｉｇｎｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ，ｈａｖｅｔｈｅｇｏｏｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ａｎｄａｌｓｏｉｍｐｌｅｍｅｎｔｔｈｅａｐ-ｐｌｉｃａｔｉｏｎｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｂｕｓ．Keywords：ｖｅｈｉｃｌｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍ；ｂｕｓ

6、；ＩＥＥＥ－１３９４；ＡＳ５６４３；ＦＰＧＡ引言现ＡＳ５６４３协议的解决方案。随着ＪＳＦ项目首先在航空器中采用ＩＥＥＥ－１３９４ｂ总线，使得该总线在航空电子系统中被快速广泛地使１飞机管理系统总线拓扑结构［１］用。民用１３９４总线具有传输速度快、距离长，可实典型的飞机管理系统１３９４总线拓扑结构如图１现实时、确定的点对点传输等特点，但由于其是由消费所示。在图１所示的总线拓扑结构中，系统采用三余电子发展而来的，无法满足新一代飞机管理系统总线度设计，每个余度中使用三条总线，每条总线独立通［２］信，主要功能点为ＣＣ（控制节点）和Ｒ

7、Ｎ（远程节点）。的高确定性和高可靠性的要求。因此，ＳＡＥ（ＳｏｃｉｅｔｙｏｆＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｓ）通过ＡＳ（ＡｅｒｏｓｐａｃｅＳｔａｎｄａｒｄ）总线采用环形（Ｂｕｓ１和Ｂｕｓ２，能够容忍一次节点连接５６４３标准协议（全称枟ＳＡＥＡＳ５６４３：用于军事和飞行的故障）和树形拓扑结构（Ｂｕｓ３），余度之间使用交叉器应用的１３９４ｂ接口需求枠）对ＩＥＥＥ－１３９４ｂ规范协互联数据链路方式的环形结构。议增加了传输的确定性约束，以满足高带宽、高确定性［３］和高可靠性的要求。２ＡＳ５６４３协议关键点本文分析了飞机管理系

8、统总线的基本拓扑结构和为了使ＩＥＥＥ－１３９４ｂ总线能够应用于高确定性ＡＳ５６４３协议，详细阐述了一种基于ＦＰＧＡ逻辑设计实和高可靠性的飞机管理系统，ＡＳ５６４３协议在应用层面收稿日期：２０１３－０９－１３修订日期：２０１３－１１－０１基金项目：十二五总装预研基金项目资助（９１４０Ａ０８０１０７１２ＨＫ