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AFDX核心交换技术的研究与实现

论文摘要

机载通信网络技术是实现航空电子系统间大容量的高速数据交换的枢纽和核心,其性能和功能决定航空电子系统综合化程度的高低,是现代先进飞机航空电子综合化最重要的关键技术之一。源于商用以太网技术的航空全双工交换式以太网(Avionics Full Duplex Switched Ethernet AFDX)技术,结合了IEEE802.3以太网和传统点到点航电网络两者的优点,在保证可靠性、实时性以及网络健壮性的前提下,大幅度提高了现有航电网络的通信带宽,同时使用商业货架技术(Commercial Of The Shelf COTS)大大降低了技术开发成本。因此AFDX网络以其高带宽、低成本以及低载重等诸多优势,广泛应用于空客A380以及波音7E7等新一代航空电子网络中。AFDX是以交换为核心的通信网络,其核心是高性能交换机,它为每一个航空电子子系统与AFDX网络的连接提供了安全、可靠的数据交换“节点”。本论文结合在研项目开展相关研究工作。论文首先对AFDX些基本概念、网络架构、相关协议以及实际项目基本要求进行介绍,明确了交换机的设计需求和核心技术,在此基础上设计了AFDX交换机的基本架构,介绍了其工作原理,确定了实现技术方案。给出系统设计中软硬件划分的界面、关键逻辑模块概要设计说明、系统软件架构以及主要功能的软件实现方案。结合交换机设计搭建了一个全功能测试平台,在该测试平台上完成了一系列功能和性能测试。初步测试结果表明,该交换机可以满足设计需求,符合ARINC 664第七部分协议对AFDX交换机的在功能性能方面的定义。论文的结束部分对所作的工作进行了总结,并提出了进一步的研究方向。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 课题的研究背景
  • 1.2 国内外现状及发展趋势
  • 1.3 论文研究内容与章节安排
  • 第二章 AFDX网络技术概论
  • 2.1 ARINC 664协议概述
  • 2.2 网络结构
  • 2.3 模型对比
  • 2.4 特有技术
  • 2.4.1 虚链路技术
  • 2.4.2 余度容错技术
  • 2.4.3 帧过滤和流控制技术
  • 2.4.4 区分服务的数据端口
  • 2.5 AFDX网络的特点
  • 第三章 AFDX核心交换技术研究
  • 3.1 AFDX交换技术概述
  • 3.2 交换结构以及调度算法
  • 3.2.1 交换结构
  • 3.2.2 分组调度算法
  • 3.3 流量管理
  • 3.3.1 基于警管的流量控制算法模型
  • 3.3.2 接收端口的警管算法实现描述
  • 第四章 AFDX交换机的设计与实现
  • 4.1 AFDX交换机功能模型设计
  • 4.2 AFDX交换机硬件设计及实现
  • 4.2.1 硬件整体设计
  • 4.2.2 关键模块设计及实现
  • 4.3 AFDX交换机软件设计及实现
  • 4.3.1 AFDX交换机软件结构
  • 4.3.2 交换机管理软件
  • 4.3.3 ARINC615A数据加载软件
  • 4.3.4 SNMP网络管理软件
  • 4.3.5 内嵌ES协议栈
  • 第五章 AFDX交换机的验证
  • 5.1 验证平台搭建
  • 5.1.1 验证环境的组成
  • 5.1.2 验证设备
  • 5.2 功能测试
  • 5.3 性能测试
  • 5.3.1 线速转发
  • 结束语
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表的论文
  • 详细摘要

    • 相关论文文献

    本文来源: https://www.lw50.cn/article/ffa41622a9638f91740595d7.html