AFDX网络仿真系统设计与研究
AFDX端系统关键技术的研究与实现
第 35 卷 第 5 期 Vol.35 No.5
计算机工程 Computer Engineering
1 AFDX 协议研究
AFDX 协议可以划分为 5 层：应用层，传输层，网际层， 数据链路层和物理层。在应用层，应用程序通过 AFDX 端口 发送消息。每个 AFDX 端口与一个本地 UDP 端口相对应。 在传输层和网际层，AFDX 使用 ARINC 664 Pt.3 规定的 TCP/IP 协议簇。AFDX 的链路层和普通以太网有较大差别， 它具有用于数据传输确定性控制的流量整形和实时调度机 制。物理层使用 ARINC 664 Pt.2 标准。
发送时间槽的起始时刻。最后将组装好的数据帧挂在相应的
发送缓冲队列中。
本文主要关注流量整形与实时调度的实现。使用上面定
义的数据结构，可以将流量整形器和调度器整合为一个模块，
从而简化系统设计。流量整形与调度综合算法的伪代码如下：
2009 年 3 月 March 2009
·博士论文·
文章编号：1000—3428(2009)05—0001—03 文献标识码：A
中图分类号：TP3
AFDX 端系统关键技术的研究与实现
陈 昕 1,2,3，周拥军 3，万剑雄 2
(1. 清华大学计算机科学与技术系，北京 100084；2. 北京信息科技大学信息安全系，北京 100101； 3. 洛阳光电设备研究所电子部，洛阳 471009)
//需要重新校准时间槽
基于AFDX的航空计算机网络
基于AFDX的航空计算机网络应用研究摘要：针对大型客机飞行关键项目和乘客娱乐等设施的复杂航空电子系统的不断增加，需要大量增加飞机上的航空总线的带宽、提高服务质量等问题，介绍了一种采用航空电子全双工通信以太网交换（AFDX）的解决方案。
该方案是基于商业以太网标准，采用目前已被广泛接受的IEEE802.3/IP/UDP协议，并增加了特殊的功能来保证带宽和服务质量，实现了低成本的快速开发。
该方案还可以简化布线，减轻飞机重量，易于航空电子子系统的维护升级等。
关键词：航空总线，全双工通讯以太网交换，带宽，服务质量0 引言：随着飞行关键项目和乘客娱乐等设施的复杂航空电子系统的不断增加，需要大量增加飞机上的数据总线的带宽，传统的航空总线如ARINC429等传输带宽只有100KHZ,远远不能满足要求，而ARINC629因价格昂贵，使飞机制造商的难以接受；因此需要以最小的代价和实现成本进行快速开发。
虽然IEEE802.3以太网提供高速和低成本的总线，并具有广泛商业的用途；但是它不能提供航空电子系统所需的鲁棒性，主要原因是IEEE802.3以太网是半双工模式的以太网，这种以太网存在的问题是：当多台主机被同时连接到同一个通讯媒介（如同轴电缆等），并且没有中心协调机制，这就有可能出现两台主机同时传输数据的情况，这时就会出现传输“冲突”，因此需要主机能检测到冲突，当冲突发生时，每个主机要对它们的数据进行重传。
很明显，仍然可能再次出现在同一时间传输的情况，因此又会再次出现“冲突”。
由于没有中央控制的以太网，理论上可能出现数据包不断重复的传输“冲突”，这就意味着在试图传输单个数据包时，有可能出现无限制的冲突链，从而使这个包可能永远无法成功传输。
由此可见，在半双工模式，很可能出现因为冲突而导致了大量的数据包传输延迟。
因此，无法作为应用于要求实时性高、可靠性高和带宽大的新一代航空总线。
新一代航空总线需要一个这样的体系结构：这个结构就是让最大量的时间被用来把一系列数据包传递到一个已知的目的地，这意味着要摆脱系统的冲突。
基于AFDX总线的A320模拟器硬件仿真方案研究
中图分 类号 ： Ｔ Ｎ ９ １ ３
文 献标 识码 ： Ａ
文章 编号 ： １ ０ ０ ０—８ ８ ２ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ — ０ ０ ８ ９— ０ ３
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ Ｈａ ｒ ｄ ｗａ ｒ ｅ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ａ３ ２ ０ Ｆｌ ｉ ｇ ｈ ｔ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｏ ｒ
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基于AFDX网络架构分析与测试技术研究
基于AFDX网络架构分析与测试技术研究摘要：航空全双工交换式以太网是基于IEEE802.3技术标准下且适用于航电系统信息传输的确定性飞机数据总线系统，AFDX在以太网基础上增加了确定性定时机制和可靠的信息传输机制以适应航电应用。
阐述了AFDX网络主要组成架构，对AFDX网络的特点进行分析，通过构建AFDX测试系统，为AFDX网络系统测试验证基础提供了良好的保障。
关键词：AFDX；以太网；数据总线系统引言：AFDX网络是一种高时性、高可靠性、低延时性和确定性的航空总线。
通过控制虚链路的传输速率提高网络的时效性，可靠的信息传输则通过帧管理机制实现，包括信息的冗余传输和完整性检查，与传统的1553B和429总线相比，具有传输速度快、扩展性好、可靠性强等优点。
本文将对AFDX网络架构进行分析，构建一种能够满足生产测试需求下的AFDX网络测试系统。
1.AFDX网络架构AFDX网络由商用以太网经过适应性改造而来，通过采用虚拟链路技术和帧管理机制，实现确定性定时机制及可靠信息传输。
AFDX网络管理通过大容量存储模块上的端系统实现，每个端系统负责管理各自区域内的网络终端和交换机，每个终端内均有专用的代理进程，该进程同来管理和记录自身终端的各种状态信息，也负责与管理机进行信息交换；网络交换机自身状态的管理和记录主要由交换机内嵌终端来实现，并通过交换机特定端口与管理机进行交换AFDX网络有三个基本要素，即终端系统、交换机和链路，AFDX终端分布在航空电子系统的各个分节点上，其主要功能是给航空电子分系统之间提供安全、可靠的数据，AFDX终端是通过一个最大16位的字段来识别，该字段分为域ID、端ID 和位置ID三个部分，它们又通常组合成网络ID和设备ID两个部分，负责对各个终端的各条虚链路进行参数配置，AFDX终端通常具有系统管理、信息封装、虚链路调节、多路调度等功能。
AFDX网络的核心是虚拟链技术[1]，AFDX终端通过虚链路交换以太网，在航空电子网络的任何一个虚链路中，虚链路定义了一个逻辑的单向连接，这个连接从一个源端系统到一个或多个目的端系统，端系统能在它所支持的所有虚链路中针对可用带宽提供逻辑上的隔离，无论哪一个分系统想利用一个虚链路，其他任何虚链路的可用带宽都不受影响。
基于FPGA的AFDX端系统的设计与实现
基于FPGA的AFDX端系统的设计与实现黄劲松;段哲民【摘要】Avionics Full Duplex Switched Ethernet (AFDX) is one of the best choices of avionics data bus. AFDX end-system (ES) is an important part of AFDX network. It is the channel for sending and receiving information between avionics subsystems and AFDX network, it can ensure safety and reliability of data exchange among avionics subsystems. Based on the analysis of ARINC664 specification part 7, this paper provides a solution of AFDX EX based on FPGA, and the realization of virtual link layer module is given. The test results show that the ES meets the requirements of ARINC664 specification and has high reliability and stability.%航空电子全双工交换式以太网(AFDX)是航空数据总线的最佳选择之一; AFDX端系统是AFDX网络的重要组成部分,为航空电子子系统与AFDX网络之间提供了信息收发的通道,保证了航空电子子系统之间数据交换的安全性和可靠性；文中在分析研究ARINC664规范第7部分的基础上,提出了符合该规范要求的基于FPGA的AFDX 端系统设计方案,给出了虚拟链路层模块的具体实现;在TechSAT测试平台的实验结果证明,设计的端系统满足ARINC6664规范要求,具有较高的可靠性和稳定性.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2011(019)010【总页数】3页(P2553-2555)【关键词】航空电子全双工交换式以太网;端系统;现场可编程门阵列;航空数据总线【作者】黄劲松;段哲民【作者单位】西北工业大学电子信息学院,陕西西安 710129;西北工业大学电子信息学院,陕西西安 710129【正文语种】中文【中图分类】TN9150 引言随着航空电子系统复杂性的增加，各子系统功能和数量的不断增多，庞大的系统对航空数据总线的带宽提出了更高的要求。
AFDX网络端系统芯片架构的研究与设计
Ｉ、Ｄ Ｐ Ｕ Ｐ协议 的处 理 ， 以及 采样 、 队列 和 Ｓ Ｐ通信 端 口 Ａ
的处理 。 下面通过对 Ａ Ｄ 网络端 系统发送 、 收处 理过 ＦＸ 接 程进行分 析。
ＡＤ Ｆ Ｘ网络消息发送处理过程 见 图 ２ 。 ＡＤ Ｆ Ｘ网络端系 统发 送处 理 过程 ， 一个 典 型 的 是 多层协议 叠加处 理 的过程 ， 主机 在发 送缓 冲 区中创建
一
图３
端 系统接 收过 程
条消息 ， 端系统确定 该消息所在 的 Ａ Ｄ Ｆ Ｘ通信端 Ｅ ， ｌ
（ Ｃ 目的地 址 、 ＭＡ 目的 Ｉ Ｐ地址 、 Ｉ 源 Ｐ地
ＡＤ Ｆ Ｘ网络端系统接收过 程 ， 与发送 类似 ， 当接收 到一帧数 据 ， 首先提取帧 数据 中的 网络通信 地址 五元 组（Ａ Ｍ Ｃ目的地址 、 目的 Ｉ Ｐ地址 、 Ｉ 源 Ｐ地址 、 目的 Ｕ Ｐ Ｄ
究方 向为 ＳＣ设计和验证等 ； 泽 ， 士， ｏ 田 博 研究员 ， 研究方 向为 ＳＣ ｏ 设计 、 Ｌ Ｉ Ｖ Ｓ 设计 、 嵌入式系统开发 和应用 。
・
１６・ ６
计算机技术与发展
第 ２ 卷 １
理 的时间 ， 但是 ， 硬件 设计 需要 消耗 寄存器 资源 ， 设计 更改代价大 ， 比较适 合通用 的 、 能 简单 的、 功 固定 的设 计 ¨ 。软件设计需 占用微 处理器 资源 ， 通过 软件 串行 执行 ， 特点是设 计灵活 ， 改容易 ］能够在 基本 没有 更 ，
服务质量 （ Ｏ ） Ｑ Ｓ 。 文中从 Ａ Ｉ Ｃ ６ ａ ７ ＲＮ ６ ４ｐｒ 标准 协议 出发 ， ｔ 通过研究
间 ， 过采样 、 通 队列 、Ａ Ｓ Ｐ三类 端 口 ３， 用信箱 （ － 采 ］ Ｍａ
AFDX网络端系统测试方法设计及实现
1概述AFDX(Avionics Full Duplex Switched Ethernet)网络是一种高实时性、高可靠性、低延时性和确定性的航空总线[1]。
AFDX网络通过控制虚链路的传输速率提高网络的实时性;通过完整性校验和冗余管理实现网络传输的高可靠性,通过采用全双工交换机和异步传输方式,来减少数据帧的延时,通过采用固定拓扑结构实现网络配置的确定性。
以上技术使得AFDX网络具有极好的通信性能,并在航电系统中得到了广泛应用。
AFDX网络采用星型双余度拓扑结构,主要由端系统、交换机和虚链路3部分组成。
其中AFDX端系统能够发送和接收AFDX数据,完成虚链路VL(Virtual Link)隔离、发送端流量整形、接收端冗余数据管理、接收端VL标号识别、完整性检测等操作[2]。
为了测试端系统的功能性能,设计出了一种满足多种测试需求的AFDX端系统测试平台,并在实验室环境下,对AFDX 端系统模块的各项性能指标进行了测试。
2AFDX端系统AFDX网络协议可以分为物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。
其中,物理层基于AFDX端系统的两路PHY芯片实现,每个PHY芯片能提供一路通信接口;数据链路层协议通过FPGA逻辑实现,完成AFDX端系统的VL调度功能和冗余管理;网络层和传输层协议由运行在处理器上的驱动软件实现,完成对数据的封装、分片、重组等功能。
AFDX端系统通过硬件和软件的配合使用能够实现以上4层协议的功能。
应用层功能主要包含基于ARINC664通信的主机应用功能、SNMP网络管理功能及文件加卸载功能,这部分应用软件通常运行在主机端模块上。
AFDX端系统需要保障数据在传输中的安全性和可靠性。
其主要功能包括:(1)配置加载。
通信配置是AFDX网络通信的基础,AFDX端系统的通信配置应该包括:端系统基本配置、通信端口配置、虚链路配置、ICMP配置信息。
(2)端口通信。
通过AFDX端口完成数据的发送与接收。
AFDX网络测试技术研究与实现
AFDX网络测试技术研究与实现王磊;陈琳;李勇【摘要】Avionics full duplex switched Ethernet (AFDX) is widely used in recent years a new generation of aviation bus.Domestic research on the lack of related technical support.Traditional AFDX network data interaction testing technology in testing accuracy is poor,long test time,staff costs,such problems as lack of test data layer depth,formation reasons for these problems,puts forward AFDX network test 3 + 1 whole legal ing test data rectification technology (DVSER),the dynamic characteristics of the interactive data binding technology (HDBD) and intelligent positioning technology (HGYD) for targeted to solve problems.Through the simulation test proves that the proposed AFDX network testing every test data of 3 + 1 whole legal due to the traditional test method.%近年来,航空电子全双工交换式以太网(AFDX)是使用广泛的新一代航空总线;国内对其研究缺乏相关技术支持;传统AFDX网络测试技术存在数据交互测试准确性差、测试时间长、人员开销大、测试数据层深度匮乏等问题,针对上述问题形成的原因,提出AFDX网络测试3+1整合法设计;采用数据整流测试技术(DVSER)、动态特征交互绑定技术(HDBD)与数据智能定位技术(HGYD)对产生的问题进行针对性解决;通过仿真实验测试证明,提出的AFDX网络测试3+1整合法的各项测试数据优于传统测试方法.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2017(025)003【总页数】4页(P40-42,47)【关键词】AFDX网络;3+1整合法;数据交互【作者】王磊;陈琳;李勇【作者单位】新疆轻工职业技术学院信息与软件分院,乌鲁木齐830021;新疆轻工职业技术学院信息与软件分院,乌鲁木齐830021;新疆轻工职业技术学院信息与软件分院,乌鲁木齐830021【正文语种】中文【中图分类】TP316随着科技的发展，我国高新技术领域取得了重大突破。
AFDX网络端系统的设计.doc
AFDX网络端系统的设计随着航空电子系统的发展,飞机内的各种电子系统也变得越来越复杂,各种飞行数据之间的传递需要在更短的时间内完成。
传输速率快、可靠性高、确定性强的数据总线已经成为判断航空电子系统是否先进的一个重要标准。
之前通用的机载数据总线ARINC429、MIL-STD-1553已经不再适用当前航空电子系统对信息传输的要求,由于航空电子系统综合化进程的不断加快,机载设备之间的数据互换和通讯,资源的管理以及共享,这些都要求机载数据总线有着更高的性能表现。
AFDX网络综合了标准以太网的优点并不断优化,已经逐渐成为当前主流的机载数据总线技术,它不仅数据传输速度快、传输规模大,而且结合独有的确定性配置信息加载技术和引入虚拟链路的方式,获得了更具确定性、可靠性更高的特点,可以很好地适应当前新型航空电子互联系统的要求。
为了实现航空电子子系统间可靠的信息传递,本文根据AFDX 网络端系统协议标准,在前人对AFDX网络总线技术研究成果的基础之上,设计并且实现了一种基于FPGA的AFDX网络端系统的设计方案。
本文首先介绍了 AFDX网络的协议标准和基本组成,引入了端系统概念,依据端系统需要实现的功能,构建了一种基于FPGA的端系统框架;其次,介绍了以FPGA作为核心芯片的端系统硬件部分的组成,辅以外围电路的器件选型以及硬件电路的设计;然后,主要从端系统协议栈的数据发送和接收两方面来介绍系统软件方面的设计;考虑到端系统处理数据需要不同的调度算法,本文论述了一种基于优先级的调度算法,和经典调度算法进行了性能方面的比较并通过在实验室内搭建测试平台,对端系统的收发帧性能进行了验证。
该设计采用现场可编程逻辑器件FPGA作为核心芯片,不仅可以缩短设计时间和实验的周期,还可以节约资源;并且FPGA编程灵活,IO资源丰富,可以实现更多不同的用途;测试结果表明该端系统准确、可靠地实现了所需功能,具有一定的应用价值和推广前景。
基于OPNET的AFDX网络系统仿真分析
2017年第4期信息通信2017(总第172 期）INFORMATION & COMMUNICATIONS (Sum. N o 172)基于OPNET的AFDX网络系统仿真分析王斌琪,张宇烜，薛威(中国航空计算技术研究所，陕西西安710065)摘要:通过OPNET仿真软件，建立了一个包含8个节点、2个交换机以及具有AFDX网络协议的网络仿真模型；通过对 节点机发送数据编程，实现对该AFDX网络进行流量控制仿真，得到了 一组端到端延迟的仿真结果，并通过控制变量法 分析影响端到端延迟的主要因素，从而安全、快速、低成本地寻找到AFDX网络在实际应用中及设计中的薄弱环节，起 到指导现实应用及做出更改设计的决策。
关键词:OPNET;AFDX网络;端到端延迟中图分类号:V243.1 文献标识码:A文章编号：1673-1131(2017)04-0034-03〇引言新一代民用飞机、运输机对航空电子系统提出了高灵活 性，高可靠性的要求。
为了适应目前航空电子系统的发展，综 合模块化航空电子(IMA)技术已成为主要趋势,为满足IMA 对通信要求的需求，AFDX网络已成为新一代民用飞机，运输 机的主干交换网络。
AFDX是根据航空电子的通信应用需求，对商用网络作了确定性和可靠性方面的规定、限定与修改，形 成的A FD X网络标准ARINC664 Part7 [1]。
目前已在A380、C-17等大型飞机上成功运用，是国际公认的未来运输机的主 流机载网络。
然而，由于外国技术的封锁,我国目前的研究只能是自主 设计开发，没有可供我们参考的成熟技术。
因此，验证设计方 案的可靠性,并解决在工作过程中暴漏出的问题，成为了当前 机载AFDX网络研究的必要工作。
验证其工作可靠性可通过在长时间的飞行工作中发现问 题，从而逐一进行解决。
然而，这种验证方法必然带来安全难 以保证、时间消耗大、成本提高等问题。
因此，为了能够在安 全、快速、低成本地寻找到设计的薄弱环节，做出更改设计的 决策。
民用飞机高速航电系统AFDX网络设计与分析
民用飞机高速航 电系统 Ａ Ｄ Ｆ Ｘ网络设计与分析
王 红春 何 ， 锋。
（．中 国航 空计 算技 术研 究 所 ， 陕西 西安 ７０ ６；２ １ １０８ ．北京 航 空航 天 大 学 电子信 息工 程 学院 ，北 京 １０９） ０ １１
关 键 词 ： 空 电 子 全 双 工 交 换 网 络 ； 网络 设 计 ； 交换 机 体 系 结 构 ； 端 系 统 体 系结 构 ： 网 络 测 试 航
中 图法分 类号 ： Ｐ ９ Ｔ ３３
文 献标识 码 ： Ａ
文章 编号 ：０ ０７ ２ ２ １） １ ６３０ １０—０４（０ １ １－ ３—５ ３
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AFDX网络端系统测试技术研究
要研究方向为机载通信网络，主要从事ＡＦＤＸ网络研究工作．
Ⅸ刹拄技术》２０１１年篱３０卷增刊 被测试的端系统连接，对被测试端系统施加激励，并 接收被删试端系统的响应。配置的软件包括ＰＢＡ口ｍ 戟什、Ｅ“ｙＬＯＡＤ数槲加卸载软件以及端系统测试脚 对不同的测试用例，ＴＥ竹先向ＴＡ投送ＣＬＥＡＲ命夸 清空＾ｄ胃，然后发送配谢创建命令．冉投送配抖加拽 命夸，之后就可以进行测试。如圈３所示。
６６４的规范定义，从链路层、ＵＤＰ层和ＩＰ层，以及网络管理等应用要求，验证端系统设计的符合性，
是端系统研制过程中的关键技术之一。 关键词：ＡＦＤＸ；端系统：测试技术 中图分类号：Ｖ２４３．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００．８８２９（２０１ １）Ｓ０．０１０７．０３
Ｒｅｓｅａｒｃｈ
ＣＨＥＮ （Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ
行应用以及网络管理、数据加卸载，模块上完成通信 协议栈的处理，其体系结构如图１所示。根据 ＡＲＩＮＣ６６４规范，研制了ＡＦＤＸ端系统ＡＥＳ模块，使 用大规模ＦＰＧＡ实现处理虚链路调度、完整性检查、 余度管理等功能，使用高性能处理器实现ＵＤＰａＰ通信 协议栈处理功能，采用标准ＰＭＣ形式通过ＰＣＩ总线与 主机连接。 ＡＦＤＸ端系统测试要求验证设计对于ＡＲＩＮＣ ６６４Ｐ７的协议符合性，包括图ｌ所示各层的功能和性 能，如ｖＬ测试、ＩＰ层测试、ＵＤＰ层测试、通信端口 和ＳＡＰ端口测试、网络管理测试和文件传输测试等。
ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄ，ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ，ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｌｉｎｋ ｆｏｒ ａｖｉｏｎｉｃｓ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ．Ｔｅｓｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ＡＦＤＸ ｅｎｄ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｖｅｒｉｆｉｅｄ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｃｏｍｐｌｉａｎｔ ｗｉｔｈ ＡＲＩＮＣ ｅｔｃ．Ｉｔ ｉＳ
基于硬件仿真加速器的afdx端系统测试方法研究
电子技术Electronic Technology电子技术与软件工程Electronic Technology&Software Engineering 基于硬件仿真加速器的AFDX端系统测试方法研究文/阎芳皿李翔Z3徐双平2,3刘正清2.3（1.中国民航大学天津市民用航空器适航与维修重点实验室天津市300300）（2.中国民航大学民航航空器适航审定技术重点实验室天津市300300 3.中国民航大学适航学院天津市300300）摘要：本文通过将AFDX端系统SoC设计加载到硬件仿真加速器上运行，在H叽侧以真正的硬件电路运行来替代用仿真工具软件运行SoC设计的方式，可以大大提高测试向量的仿真速度，并且可以将主要模块信号波形上传到在HVL侧主机上，增强了测试的可观测性，可以快速的定位出错误的信号，提高了验证效率，对机载SoC设计的功能验证提供了参考。
关键词：SoC;硬件仿真加速器；TBX;测试当前，面对SoC芯片，硬件仿真及加速器的使用愈发广泛，其在大型复杂设计的验证工作中扮演着极为重要的角色。
随着机载SoC设计的复杂度越来越高，因此对机载SoC的验证带来了巨大的挑战叭传统的机载SoC功能验证是通过软件仿真工具（Simulator,如Questasim或VCS等）在计算机操作系统平台上来实现对以硬件描述语言（HDL）形式描述的机载SoC设计的功能验证叫借助纯软件仿真器的方法，其验证周期非常长。
硬件仿真加速器是将以HDL形式描述的SoC设计转换成真实的硬件电路来进行功能验证，通过以真正的硬件电路运行来替代用仿真工具软件运行的方式实现测试向量仿真加速的需求。
近年来，SoC设计采用硬件加速或仿真器方法已经成为解决SoC验证难度的重要技术手段⑶。
功能验证是SoC设计中最为重要的部分，SoC设计人员越来越重视功能验证的完善性，并不断探索新的验证方法和采用先进的功能验证手段⑷。
伴随集成电路制造工艺技术的飞速发展，SoC设计的规模和复杂度也急剧提升。
一种机载AFDX网络管理系统的研究与实现
2017年第1期 信息通信2017(总第 169 期）I N F O R M A T I O N&C O M M U N I C A T I O N S(Sum.No 169)一种机载AFDX网络管理系统的研究与实现逯计划，薛楠(中航工业西安航空计算技术研究所，陕西西安710068)摘要:随着航电系统技术的提高，航电系统对网络传输速率、可靠性、安全性的要求越来越高，作为新一代总线互连技术 之一的AFDX技术备受关注。
文中介绍了 AFDX及SNMP的基础知识，提出了一种机载AFDX网络管理方法，详细描 述了机载AFDX网络管理系统的设计与实现。
系统基于模块化的设计思想,采用分层的体系架构及开放应用接口的理 念，提高了软件的易扩展性，得到了良好的应用。
关键词:AFDX;SNMP;面向对象;模块化中图分类号:TP393 文献标识码:A文章编号:1673-1131(2017)01-0062-020引言为了适应航空电子系统技术的发展，综合化模块化航空电子系统技术成为当今国际航电系统发展的主要趋势。
综合化模块化航电系统对信息综合化程度的数量级需求，导致航电系统对通信网络的吞吐量、速率和延迟等提出了更髙的要求。
因此，机载网络已经成为当前衡量现代飞机性能的重要要素之一。
“航空电子全双工交换网络AFDX”标准规定了适应机载数据网络、传输速率为l〇〇Mb/s的全双工交换以太网协议，它通过带宽分配策略和双余度机制保证了传输延时确定性和高可靠性，适应了综合化模块化航电系统实时分布式通信要求，成为新一代民用客机、运输机的核心主干交换网络【1]。
本文首先介绍了 AFDX网络技术及简单网络管理协议SNMP,然后描述了机载AFDX网络管理系统的设计与实现，最后总结该系统的优点，展望了机载网络的发展趋势。
1AFDX介绍AFDX作为全双工、高速率、双冗余的网络，由IEEE802.3经过适应性改造而来，采用ARINC664标准。
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ＡＦＤＸ 网络 仿 真 系统 的 设 计 方 案 ，建 立 了 以 端 系统 、交 换 机 为核 心 ，以仿 真 、监 控 、加 载 、管 理 系列 ＡＦＤＸ 网络 设 备 为 辅
助 的 ＡＦＤＸ 网 络 仿 真 测 试 系统 ，并 详 细 说 明 了各 个 组 成 部 分 ，用 户 可 通 过 本 平 台 对 ＡＦＤＸ 网 络 通 信 机 制 、原 理 以 及 应
Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ＡＦＤＸ ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ
Ｓｕｏ Ｇａｏｈｕａ ，Ｌｉｕ Ｈｏｎｇｈｏｎｇ ，Ｗ ａｎｇ Ｚｈｉ 一，Ｓｕｎ Ｈａｉｙａｎｇ （１．Ｘｉ ａｎ Ｘｉａｎｇｔｅｎｇ Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＣＯ．，ＬＴＤ，Ｘｉ ａｎ ７１００６８，Ｃｈｉｎａ；
西安绷腾 徽电子科 技有限公 司
ＡＦＤＸ网络技术
ＡＦＤＸ网络仿真系统设计 与研究
索 高 华 ，刘 红 红 ，王 治 一，孙 海 洋
（１．西 安 翔 腾 微 电 子 科 技 有 限 公 司 ，陕 西 西 安 ７１００６８；２．中 航 工 业 西 安 航 空 计 算 技 术 研 究 所 ，陕 西 西 安 ７１００６８； ３．集 成 电 路 与 微 系 统 设 计 航 空 科 技 重 点 实 验 室 ，陕 西 西 安 ７１００６８）
文 献 标 识 码 ：Ａ
ＤＯＩ：１０．１６１５７／ｉ．ｉｓｓｎ．０２５８—７９９８．２０１６．０４．００５
中 文 引 用 格 式 ：索 高 华 ，刘 红 红 ，王 治 ，等 ．ＡＦＤＸ 网 络 仿 真 系 统 设 计 与 研 究 ［Ｊ］．电 子 技 术 应 用 ，２０１６，４２（４）：１８—２１． 英 文 引 用 格 式 ：Ｓｕｏ Ｇａｏｈｕａ，Ｌｉｕ Ｈｏｎｇｈｏｎｇ，Ｗａｎｇ Ｚｈｉ，ｅｔ ａ １．Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ＡＦＤＸ ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，２０１６，４２（４）：１８－２１．
２．ＡＶＩＣ Ｃｏｍ ｐｕｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｘｉ ａｎ ７ １００６８，Ｃｈｉｎａ；
３．Ａｖｉａｔｉｏｎ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ ｙ ｏｎ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ ａｎｄ Ｍｉｃｒｏ－Ｓｙｓｔｅｍ Ｄｅｓｉｇｎ，Ｘｉ ａｎ ７１００６８，Ｃｈｉｎａ）
摘 要 ：ＡＦＤＸ 协 议 以及 航 空 总 线 布 局 的 复 杂 性 使 得 建 立 一 套 完 整 的 地 面 仿 真 测 试 系统 尤 为 重 要 ，良好 的 网络 仿 真 系
统 可 对 网络 的 关 键 部 件 进 行 物 理 仿 真 、地 面 测 试 ，大 大 缩短 了 网 络 的 建 设 周 期 ，降低 了 系统 的 维 护 成 本 。 介 绍 了一 种
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ ｏｆ ＡＦＤＸ（Ａｖｉｏｎｉｃｓ Ｆｕｌｌ Ｄｕｐｌｅｘ Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）ｐｒｏｔｏｃｏｌ ａｎｄ ａｖｉａｔｉｏｎ ｂｕｓ ｌａｙｏｕｔ ｍａｋｅｓ ｉｔ ｉｓ ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙ
ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｔｏ ｅｓｔａｂｌｉｓｈ ａ ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｇｒｏｕｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｔｅｓｔ ｓｙｓｔｅｍ ．Ａ ｇｏｏｄ ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｇｒｏｕｎｄ ｔｅｓｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｋｅｙ ｎｅｔｗｏｒｋ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ， ｉｔ Ｓ ｇｒｅａｔｌｙ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｃｙｃｌｅ ｏｆ ｎｅｔｗｏｒｋ ａｎｄ ｔｈｅ ｍ ａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｃｏｓｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｄｅｓｉｇｎ ｓｃｈｅｍ ｅ ｏｆ ＡＦＤＸ ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｗｈｉｃｈ ｉＳ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｍａｉｎｌｙ ｏｎ ｔｈｅ ｅｎｄ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｗｉｔｃｈ ａｎｄ ａｓｓｉｓｔｅｄ ｂｙ ＡＦＤＸ ｎｅｔｗｏｒｋ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｓｕｃｈ ａｓ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｍｏｎｉｔｏｒ，ｌｏａｄ ａｎｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｉｔ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ
用进 行 评 估 和 理 解 ，运 用 仿 真 监 控 功 能 透 彻 理 解 ＡＦＤＸ 网 络 设 备 的 数 据 流 、运 行 方 式 和 工作 原 理 ，方 便 进 行 问 题 定 位
及 故 障 排 除 。
关 键 词 ：ＡＦＤＸ；仿 真 测 试 ；仿 真 系统 ；端 系统 ；交换 机
中 图ｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ． Ｕｓｅｒｓ ｃａｎ ｅｖａ ｌｕａｔｅ ａｎｄ ｕｎｄｅｒ ｓｔａｎｄ ＡＦＤＸ ｎｅｔｗｏｒｋ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ， ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｉｓ ｐｌａｔｆｏｒｍ ， ｔｈｏｒｏｕｇｈｌｙ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ ＡＦＤＸ ｎｅｔｗｏｒｋ ｄａｔａ ｆ ｌｏｗ， ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｍｏｄｅ ａｎｄ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒ ｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ． Ｉｔ ｉｓ ｕｓｅｆｕｌ ｔｏ ｈｅｌｐ ｕｓｅｒｓ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ａｎｄ ｒｅｓｏｌｖｅ ｔｒｏｕｂｌｅ ｓｈｏｕｔｉｎｇ ｔｈｒｏｕｇｈ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ＡＦＤＸ ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｔｅｓｔ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ；ｅｎｄ ｓｙｓｔｅｍ ；ｓｗｉｔｃｈ