【摘要】：現(xiàn)代航空航天電子系統(tǒng)對(duì)總線網(wǎng)絡(luò)的速率、帶寬等要求越來(lái)越高。美國(guó)在20世紀(jì)70年代提出的軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-1553B總線在傳輸速率和支持的終端數(shù)量上已經(jīng)出現(xiàn)瓶頸。與此同時(shí),光纖通道(Fiber Channel,FC)技術(shù)得到飛速發(fā)展,它的高傳輸速率、高傳輸帶寬以及高可靠性等優(yōu)點(diǎn)能滿足航空航天電子系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)總線的高性能需求。FC-AE-1553協(xié)議就是在這樣的背景下由光纖通道標(biāo)準(zhǔn)組織航空電子分委員會(huì)提出來(lái)的,它利用光纖通道作為底層傳輸網(wǎng)絡(luò),上層映射MIL-STD-1553B總線協(xié)議。FC-AE-1553不僅繼承了傳統(tǒng)MIL-STD-1553B總線的長(zhǎng)處,還實(shí)現(xiàn)了光纖通道低延遲、高帶寬和可靠性高等特性。此外,FC-AE-1553還具有支持多種傳輸速率以及支持大數(shù)據(jù)量傳輸?shù)忍攸c(diǎn)。本文首先對(duì)FC-AE-1553的技術(shù)背景及其學(xué)術(shù)價(jià)值和研究意義進(jìn)行了系統(tǒng)的介紹。然后簡(jiǎn)單介紹了與FC-AE-1553相關(guān)的協(xié)議內(nèi)容,其中包括光纖通道的協(xié)議棧及其幀結(jié)構(gòu),MIL-STD-1553B總線的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成和字結(jié)構(gòu)。接著詳細(xì)分析了FC-AE-1553協(xié)議的重要內(nèi)容,主要包括FC-AE-1553的幀結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)傳輸模式等。接下來(lái)本文重點(diǎn)對(duì)適用于航天環(huán)境的FC-AE-1553的改進(jìn)和簡(jiǎn)化方案進(jìn)行了研究分析,針對(duì)航天環(huán)境的特殊性,對(duì)FC-AE-1553在其體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議兩大方面做了相應(yīng)的簡(jiǎn)化和改進(jìn),并對(duì)底層差錯(cuò)重傳的改進(jìn)方案做了OPNET仿真來(lái)驗(yàn)證其優(yōu)勢(shì)。在協(xié)議研究的基礎(chǔ)上,提出了FC-AE-1553節(jié)點(diǎn)卡的整體架構(gòu)包括硬件層、驅(qū)動(dòng)層和上層應(yīng)用層。文中簡(jiǎn)要介紹FC-AE-1553節(jié)點(diǎn)卡的硬件環(huán)境,對(duì)FC-AE-1553節(jié)點(diǎn)卡驅(qū)動(dòng)程序的幾種重要模塊進(jìn)行了相應(yīng)研究和設(shè)計(jì)。重點(diǎn)闡述了FC-AE-1553節(jié)點(diǎn)卡上層應(yīng)用的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),主要包括對(duì)數(shù)據(jù)生成功能、NC處理模塊、NT處理模塊以及交互解析模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。最后在搭建好的測(cè)試環(huán)境下,根據(jù)制定的測(cè)試方案對(duì)FC-AE-1553節(jié)點(diǎn)卡在傳輸速率和傳輸時(shí)延方面進(jìn)行了性能測(cè)試,驗(yàn)證其高傳輸速率和低延時(shí)。在功能測(cè)試環(huán)境下,對(duì)各種傳輸模式進(jìn)行功能測(cè)試,驗(yàn)證FC-AE-1553節(jié)點(diǎn)卡軟件能夠根據(jù)協(xié)議規(guī)定的傳輸模式進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
[Abstract]:The speed and bandwidth of bus network in modern aerospace electronic system are becoming higher and higher. The military standard MIL-STD-1553B bus put forward by the United States in the 1970s has become a bottleneck in terms of transmission rate and the number of supported terminals. At the same time, Fiber Channel (FC) technology has been rapidly developed, its high transmission rate, The advantages of high transmission bandwidth and high reliability can meet the requirement of high performance for data bus in aerospace electronic system. FC-AE-1553 protocol was put forward by avionics subcommittee of optical fiber channel standard organization under this background. It uses the optical fiber channel as the bottom transmission network. The upper layer mapping MIL-STD-1553B bus protocol .FC-AE-1553 not only inherits the advantages of the traditional MIL-STD-1553B bus, but also achieves the characteristics of low delay, high bandwidth and high reliability of the fiber channel. In addition, FC-AE-1553 also has the characteristics of supporting multiple transmission rates and large amount of data transmission. This paper firstly introduces the technical background, academic value and research significance of FC-AE-1553. Then the protocol content related to FC-AE-1553 is briefly introduced, including the protocol stack of fiber channel and its frame structure, the network structure and word structure of MIL-STD-1553B bus. Then the important content of FC-AE-1553 protocol is analyzed in detail, including frame structure of FC-AE-1553, data transmission mode and so on. Then, this paper focuses on the research and analysis of the improvement and simplification scheme of FC-AE-1553, which is suitable for the space environment. According to the particularity of the space environment, the paper simplifies and improves the FC-AE-1553 in two aspects: its architecture and protocol. The improved scheme of error retransmission is simulated by OPNET to verify its advantages. On the basis of protocol research, the whole architecture of FC-AE-1553 node card is proposed, including hardware layer, driver layer and application layer. This paper briefly introduces the hardware environment of FC-AE-1553 node card, and studies and designs several important modules of FC-AE-1553 node card driver. The design and implementation of the upper layer application of FC-AE-1553 node card are emphasized, including the design and implementation of the NC processing module and the interactive parsing module. Finally, the performance of the FC-AE-1553 node card in terms of transmission rate and transmission delay is tested according to the established test scheme in order to verify its high transmission rate and low delay. In the environment of function testing, various transmission modes are tested to verify that the FC-AE-1553 node card software can interact with each other according to the transmission mode specified in the protocol.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V243

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2197085