新一代航空電子系統(tǒng)為解決在關(guān)鍵任務(wù)和信息系統(tǒng)中的高帶寬及數(shù)據(jù)安全可靠交互的技術(shù)需求,制定了AFDX網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,解決了早期電子系統(tǒng)中點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸和總線型傳輸模式下布線復(fù)雜、連接器多、傳輸速率低、傳輸距離短等瓶頸,提高了機(jī)載總線網(wǎng)絡(luò)的性能。近年來(lái),隨著AFDX網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)輸機(jī)、客機(jī)、直升機(jī)中普遍應(yīng)用,核心部件AFDX交換機(jī)的性能優(yōu)劣直接影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)對(duì)交換機(jī)的研究相對(duì)較少,加之機(jī)載系統(tǒng)對(duì)交換機(jī)的需求迫切,急需加速AFDX網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的研發(fā),來(lái)解決交換機(jī)運(yùn)行效率、模式切換的準(zhǔn)確性等問(wèn)題。本課題來(lái)源于國(guó)家部委,研究的AFDX網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)軟件設(shè)計(jì)相關(guān)技術(shù),滿足航空對(duì)AFDX網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)產(chǎn)品的應(yīng)用需求。論文分析了AFDX網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行機(jī)理、交換機(jī)工作機(jī)制及存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)原理,采用了面向結(jié)構(gòu)及模塊化設(shè)計(jì)方法,設(shè)計(jì)了多線程調(diào)用機(jī)制,同時(shí)通過(guò)設(shè)置優(yōu)先級(jí),合理使用信號(hào)量、結(jié)構(gòu)體及存儲(chǔ)資源的申請(qǐng)及釋放,避免軟件接口之間相互沖突,通過(guò)應(yīng)用特點(diǎn)分析,規(guī)劃了AFDX網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)軟件的軟硬件交互原則及實(shí)現(xiàn)方案,完成了初始化、操作模式管理、串口控制臺(tái)、以太網(wǎng)數(shù)據(jù)處理、BIT測(cè)試、內(nèi)嵌ES協(xié)議棧、ARINC615A數(shù)據(jù)加卸載以及SNMP網(wǎng)絡(luò)管理模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)流程及實(shí)現(xiàn)過(guò)程,同時(shí)給出了相關(guān)設(shè)計(jì)函數(shù)要求、返回狀態(tài)控制、正確及錯(cuò)誤后的處理方案等。針對(duì)AFDX網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)軟件的系統(tǒng)架構(gòu)和具體功能模塊,設(shè)計(jì)了軟件驗(yàn)證方案,并構(gòu)建了模塊驗(yàn)證、協(xié)議符合性驗(yàn)證和系統(tǒng)集成及聯(lián)試三種驗(yàn)證平臺(tái)。通過(guò)對(duì)獨(dú)立模塊進(jìn)行的測(cè)試,確認(rèn)各功能接口的正確性,實(shí)現(xiàn)交換機(jī)的配置、內(nèi)嵌端系統(tǒng)、轉(zhuǎn)發(fā)(過(guò)濾及警管)、監(jiān)控及捕獲功能均滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求;同時(shí)為保證交換機(jī)產(chǎn)品符合國(guó)際AIM測(cè)試平臺(tái)要求,達(dá)到系統(tǒng)應(yīng)用需求,結(jié)合AFDX網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)性的協(xié)議符合性測(cè)試(共進(jìn)行了10類大項(xiàng),58條小項(xiàng)測(cè)試,滿足交換機(jī)24個(gè)端口無(wú)阻塞交換,通過(guò)了基本通信、過(guò)濾功能、流量警管、交換、監(jiān)控、配置、操作模式、數(shù)據(jù)加載、管腳編程、性能等測(cè)試,交換機(jī)操作系統(tǒng)及軟件啟動(dòng)時(shí)間為12.5s,滿足小于20s的設(shè)計(jì)要求),判定該軟件與系統(tǒng)的適配程度,滿足ARINC664協(xié)議中對(duì)交換機(jī)的技術(shù)指標(biāo)要求;最后為了滿足AFDX網(wǎng)絡(luò)在機(jī)載應(yīng)用中真實(shí)場(chǎng)景和對(duì)AFDX網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)軟件的應(yīng)用需求,設(shè)計(jì)了系統(tǒng)仿真測(cè)試及聯(lián)試試驗(yàn)環(huán)境,對(duì)網(wǎng)絡(luò)功能性能進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試,保證AFDX網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)軟件驗(yàn)證達(dá)到了100%的覆蓋,符合AFDX網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的應(yīng)用需求及ARINC664協(xié)議規(guī)范要求,達(dá)到了預(yù)期效果。
【學(xué)位單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP311.52;TN915.05
【部分圖文】：

西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文過(guò)確定的配置表信息，規(guī)定了傳輸路徑，避免傳統(tǒng)以太網(wǎng)中由于傳輸鏈路共享而造成的信道沖突。以 ARINC664 標(biāo)準(zhǔn)為協(xié)議要求，不僅在傳輸?shù)男阅苌嫌写蠓鹊奶岣�，而且�?shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)通信的可靠性和高實(shí)時(shí)性，同時(shí)采用了有效機(jī)制來(lái)保障網(wǎng)絡(luò)中信息不會(huì)因偶然或惡意因素而被丟失、泄露和破壞。

西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文計(jì)64 協(xié)議，AFDX 交換機(jī)可以分成兩大部分：交換模塊和示�？刂颇K主要由嵌入式處理器 MPC8265 及周圍的完成整個(gè)交換機(jī)的控制和管理，提供用戶的操作接口芯片為核心，實(shí)現(xiàn)核心的交換邏輯，完成經(jīng)過(guò)交換機(jī)的數(shù)制、信息調(diào)度和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能。

第三章 AFDX 交換機(jī)軟件體系架構(gòu)設(shè)計(jì)rks5.5 操作系統(tǒng)，并基于此開發(fā)交換機(jī)的軟件。采用結(jié)構(gòu)化分析方分析及功能模塊劃分，按照功能單元的相關(guān)性，將軟件劃分為若始化、模式管理、BIT 測(cè)試和硬件板卡平臺(tái)直接關(guān)聯(lián)，操作寄存器系統(tǒng)協(xié)議處理功能模塊， ARINC615A 數(shù)據(jù)加卸載和 SNMP 網(wǎng)絡(luò)庫(kù)形式加到交換機(jī)軟件中。AFDX 交換機(jī)軟件外部接口示意圖如圖
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