航空电子全双工交换式以太网协议研究及测试

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1、航空电子全双工交换式以太网协议研究及测试摘要：分析了AFDX网络的数据帧结构及AFDX协议栈的原理。用德国AIM公司所研制的AFDX网络协议分析软件fdXp1orer及API-FDX-2仿真测试板卡对AFDX网络的数据包进行了测试。关键词：航空电子全双工交换式以太网；AFDX数据帧；协议分析中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)16-3811-05AnalysisandTestingforAvionicsFullDuplexSwitchedEthernetProtocolLINGBo,ZHAOJing(InformationCenter,ChinaNat

2、ionalTobaccoCorporationShaanxiBranchEconomic,Xi'an710061,China)Abstract：ThispaperanalyzedtheframeformatofAFDXnetworkandelementsofAFDXprotocolstack.TesttheframeofAFDXnet?workbyusingtheAIM，sanalysistoolfdXplorerandTwoPortAFDXTest,SimulatorandMonitorModuleAPI-FDX-2.Keywords：avionicsfullduplexswitchedE

3、thernet；AFDXframe；protocolanalysis连接航空电子设备的AFDX网络作为一种特殊的交换式以太网，必须保证网络的健壮性和确定性、实时性。基于这样的需求，必须对AFDX网络系统进行严格的测试，以确保使用这个网络进行通信的所有航空电子设备之间能准确的交换各种信息。而对于网络系统测试来说，不但要了解数据在网络中的流向，还要完全理解网络中传输的数据包的格式。该文对AFDX网络协议进行了详尽的分析，首先研究了AFDX网络中的数据包的格式，即AFDX网络数据帧格式；其次对AFDX应用消息从应用层到物理层的流动过程进行了分析，即AFDX协议栈。最后用德国AIM公司所研制的仿真测

4、试软件fdXplorer及API-FDX-2仿真测试板卡对AFDX网络的数据包进行了测试。的IP数据包被重组成UDP数据报（未分段则没有重组步骤）并传往上层。在传输层，对UDP数据报进行解多路复用，并将AFDX有效负载传送给AFDX端口服务层。用德国AIM公司所研制的仿真测试软件fdXplorer及API-FDX-2仿真测试板卡搭建了虚拟的机载数据总线的通信仿真测试系统，仿真了AFDX数据包的发送、接收并对接收到的数据进行了分析。测试的目的是为了验证AFDX网络数据包的格式和数据完整性，因此将API-FDX-2仿真测试板卡的Portl设置为发送端口，Port2设置为接收端口，用专用连接器和交

5、叉双绞线连接Portl与Port2,形成一个数据包的回路。发送方详细设置为：一个端系统（IP地址为10.1.33.1）作为源端，向1条虚拟链路VL6（目的地址为组播地址：224.224.0.6）发送数据，帧长度设置为64字节（最小帧长度）。发送端发送的数据如图7所示。在发送端将AFDX有效负载设置为“ABCDEFGHIJKLMNOPQ”,并发送数据。将接收端接收方式设置为按时间序持续捕获所有到达的帧，对发送端的数据进行捕获。接收端捕获到的数据如图8所示。交换式以太网已经成为一个通用的航空电子应用的网络体系结构。商业化的标准ARINC664和飞机制造商的实现（AFDX）定义了交换式以太网的拓扑

6、结构和实现。这个专门为航空电子设备通信而开发的标准能保证网络的可靠性和确定性。该文借助AFDX网络协议分析软件和仿真测试硬件对AFDX网络的数据包进行了测试，为进一步测试AFDX网络的性能提供了依据。[1]ARINC664Part4.InternetBasedAddressStructuresAndAssignedNumbers[Z]・2004.[1]ARINC664Part7,AvionicsFullDuplexSwitchedEthernet(AFDX)Network[Z].2005.[2]BARBARAS.AFDXprotocoltutorial[M].CondorEngineer-i

7、ng,Inc,2004.[3]AIMGmbH.fdXplorerUsersManual:AFDXMonitorandSimulationTool[Z]・2007.[4]AIMGmbH.API/AMC-FDXProgrammer^sGuideforWindowsApplications[Z].2007・[5]陈昕，周拥军，万剑雄.AFDX端系统关键技术的研究与实现[J]•计算机工程,2009,35(5)：1-3