隨著我國(guó)航空業(yè)的不斷發(fā)展,航電系統(tǒng)日益復(fù)雜,先后經(jīng)歷了分立式、聯(lián)合式、綜合式和先進(jìn)綜合式四個(gè)發(fā)展階段。同時(shí),航電系統(tǒng)的主流航空總線逐漸由ARINC429總線變?yōu)锳FDX總線。在當(dāng)今IMA架構(gòu)中,雖然使用AFDX總線作為主干網(wǎng)絡(luò)總線,但在某些子系統(tǒng)中依舊保留了ARINC429總線。當(dāng)ARINC429總線數(shù)據(jù)并入到主干網(wǎng)絡(luò)時(shí),存在總線協(xié)議、物理接口不匹配等問(wèn)題,因此需要通過(guò)總線轉(zhuǎn)接器進(jìn)行總線轉(zhuǎn)接�？偩�轉(zhuǎn)接器在系統(tǒng)中起著類似結(jié)點(diǎn)的作用,當(dāng)ARINC429總線用在某些安全關(guān)鍵系統(tǒng)時(shí),若總線轉(zhuǎn)接器出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤,就會(huì)影響飛機(jī)的安全性,甚至造成災(zāi)難性事故,因此對(duì)高安全性航空總線轉(zhuǎn)接器的研究有著重要意義。高安全性航空總線轉(zhuǎn)接器是基于SOPC技術(shù),以NIOS II軟核為主控制器,采用軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的方法實(shí)現(xiàn)的,具有高安全性、可移植、可在線升級(jí)更新等特點(diǎn)。本文首先對(duì)航空總線轉(zhuǎn)接器進(jìn)行功能需求分析和安全性需求分析,通過(guò)分析確定了總線轉(zhuǎn)接器要實(shí)現(xiàn)的功能和安全性目標(biāo)。在此基礎(chǔ)上確定了系統(tǒng)的架構(gòu)和包含的功能子模塊,如:AFDX接口及數(shù)據(jù)處理模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換及ARINC429接口電路和由存儲(chǔ)模塊及EDAC電路組成的存... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)民航大學(xué)天津市

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

IMA系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

圖 1-2 論文的組織結(jié)構(gòu)及章節(jié)安排第一章 本章介紹了航空總線轉(zhuǎn)接器的研究背景、意義、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的航空總線轉(zhuǎn)接器產(chǎn)品及研究現(xiàn)狀，最后介紹了本文的主要研究?jī)?nèi)容和章節(jié)安排。第二章 本章首先對(duì)高安全性航空總線轉(zhuǎn)接器進(jìn)行功能需求和安全性需求分析，在捕獲需求的基礎(chǔ)上進(jìn)行高安全性航空總線轉(zhuǎn)接器的總體方案設(shè)計(jì)。第三章 本章歸納了 AFDX 協(xié)議與 ARINC429 協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換規(guī)則，介紹了 EDAC電路的實(shí)現(xiàn)原理，計(jì)算了生成矩陣和監(jiān)督矩陣，為協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊及 EDAC 電路的實(shí)現(xiàn)奠定了理論基礎(chǔ)。第四章 本章主要包括航空總線轉(zhuǎn)接器的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分。硬件部分由AFDX 接口及數(shù)據(jù)處理模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換及 ARINC429 接口電路和存儲(chǔ)檢錯(cuò)糾錯(cuò)模塊三部分組成，通過(guò) Qsys 工具完成自定義軟核的封裝，并和其他相關(guān)外設(shè)一起搭建 SOPC 硬件系統(tǒng)，進(jìn)行管腳分配、編譯下載；軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)是在 Quartus II 的 Eclipse SBT

干擾、粒子輻射等各種原因而引起的軟錯(cuò)誤，本文以粒子輻射造成軟錯(cuò)誤的失效概率的保守估計(jì)值作為存儲(chǔ)緩存模塊出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的失效概率）。最終確定的航空總線轉(zhuǎn)接器的總體設(shè)計(jì)方案如圖 2-1 所示，通過(guò)總體架構(gòu)圖可以看到轉(zhuǎn)接器的各子功能模塊以及為了滿足安全性目標(biāo)而進(jìn)行的架構(gòu)設(shè)計(jì)。擬采用現(xiàn)有開(kāi)發(fā)板附加外圍電路的形式實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)。系統(tǒng)總體架構(gòu)圖中的黑色框圖部分為所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，包括 AFDX 接口及數(shù)據(jù)處理模塊、EDAC 電路和 SDRAM 存儲(chǔ)器組成的存儲(chǔ)檢錯(cuò)糾錯(cuò)模塊以及協(xié)議轉(zhuǎn)換和 ARINC429 接口電路模塊。圖 2-1 航空總線轉(zhuǎn)接器的總體架構(gòu)圖總線轉(zhuǎn)接器的各個(gè)模塊的邏輯關(guān)系、數(shù)據(jù)傳輸流程及協(xié)議格式通過(guò)圖 2-2 的系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸邏輯關(guān)系圖來(lái)說(shuō)明。下面對(duì)航空總線轉(zhuǎn)接器的數(shù)據(jù)傳輸流進(jìn)行介紹。AFDX 端系統(tǒng)發(fā)出 AFDX 幀后，AFDX 接口及數(shù)據(jù)處理模塊接收 AFDX 幀并解析出應(yīng)用消息，通過(guò) NIOS II 主控制器將應(yīng)用消息發(fā)送至 EDAC 電路，EDAC 電路對(duì)應(yīng)用消息編碼后，通過(guò)存儲(chǔ)檢錯(cuò)糾錯(cuò)模塊的寫(xiě)模塊將應(yīng)用消息和生成的監(jiān)督位一起發(fā)送至 SDRAM 進(jìn)行存儲(chǔ)。通過(guò) EDAC 的讀模塊將存儲(chǔ)的應(yīng)用消息和監(jiān)督位讀出來(lái)，發(fā)送至 EDAC 電路進(jìn)行譯碼處理

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]考慮傳輸衰減的航空數(shù)據(jù)總線誤碼率研究[J]. 黃倩,項(xiàng)偉,王彤,何鋒.  電光與控制. 2018(11)
[2]一種IMA架構(gòu)下遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接口單元的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 段澤偉.  航空計(jì)算技術(shù). 2018(04)
[3]民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)適航審定對(duì)單粒子效應(yīng)的考慮[J]. 綦蕾,周燕佩.  航空科學(xué)技術(shù). 2018(06)
[4]基于SoC的信號(hào)跨時(shí)鐘域傳輸驗(yàn)證方法研究[J]. 王鵬,尤然,劉旭紅,范毓洋,田毅.  電子技術(shù)應(yīng)用. 2017(12)
[5]IMA平臺(tái)分區(qū)分析方法研究[J]. 郭慶,孔德岐,趙茜.  南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(S1)
[6]數(shù)據(jù)集中器同步客戶端設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 劉學(xué)斌,李峭,王彤,熊華鋼.  電光與控制. 2017(05)
[7]宇航固態(tài)存儲(chǔ)器可靠性設(shè)計(jì)[J]. 徐瑞瑞,劉攀,賴曉敏.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2015(13)
[8]一種航空智能傳感器設(shè)計(jì)方案[J]. 車炯暉,呼明亮,王皎.  電腦知識(shí)與技術(shù). 2015(08)
[9]航空電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究[J]. 謝春茂.  科技傳播. 2013(12)
[10]一種網(wǎng)關(guān)協(xié)議轉(zhuǎn)換方法分析及設(shè)計(jì)[J]. 張志平,劉智武,張亞棣,王紅春.  電子技術(shù). 2013(04)

碩士論文
[1]基于以太網(wǎng)傳輸?shù)臎_擊波超壓測(cè)試系統(tǒng)研究[D]. 秦泗超.中北大學(xué) 2018
[2]基于Zynq-7000的星載軟件抗軟錯(cuò)誤設(shè)計(jì)方法研究[D]. 沈露.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[3]基于航天的FPGA IP核加固技術(shù)研究[D]. 李遠(yuǎn)輝.北京郵電大學(xué) 2017
[4]復(fù)雜航電邏輯的構(gòu)型控制系統(tǒng)自動(dòng)配置方法研究[D]. 饒容海.中國(guó)民航大學(xué) 2016
[5]基于FPGA的以太網(wǎng)傳輸系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 王新穎.北京理工大學(xué) 2016
[6]機(jī)載復(fù)雜電子硬件跨時(shí)鐘域同步電路驗(yàn)證方法研究[D]. 劉萬(wàn)和.中國(guó)民航大學(xué) 2016
[7]模型驅(qū)動(dòng)的IMA系統(tǒng)資源配置分析與驗(yàn)證及優(yōu)化方法研究[D]. 程楨.南京航空航天大學(xué) 2016
[8]基于SOPC千兆以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 曾宇前.西安電子科技大學(xué) 2015
[9]用于雷達(dá)測(cè)距與測(cè)速的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 王旭.天津大學(xué) 2016
[10]基于SOPC技術(shù)的報(bào)文解析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 傅根.電子科技大學(xué) 2015



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