基于AFDX總線的端系統(tǒng)測(cè)試技術(shù)

摘要：AFDX總線技術(shù)是目前航空機(jī)載設(shè)備交換式網(wǎng)絡(luò)的代表，也是近年來(lái)大型飛機(jī)航空機(jī)載設(shè)備首選的總線通信網(wǎng)絡(luò)。為了實(shí)現(xiàn)某設(shè)備AFDX總線主要功能和性能檢測(cè)，簡(jiǎn)要介紹了AFDX總線技術(shù)的基本原理與通信特點(diǎn)，通過(guò)使用VC++6．0軟件技術(shù)在工控機(jī)上集成了AFDX端系統(tǒng)測(cè)試功能，并給出了該技術(shù)在AFDX端系統(tǒng)上的測(cè)試結(jié)果。
關(guān)鍵詞：AFDX；端系統(tǒng)；測(cè)試技術(shù)；VC++6．0

AFDX全稱(chēng)為航空電子全雙工交換式以太網(wǎng)(Avionics Full Duplex Switched Ethernet)，它是為在航空電子系統(tǒng)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換而定義的一種協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，是基于ARINC 429和1553B基礎(chǔ)之上的一種總線通信協(xié)議規(guī)范(ARINC664 Part7)。隨著大飛機(jī)項(xiàng)目引入國(guó)內(nèi)，各種基于AFDX總線技術(shù)的設(shè)備研制正加速展開(kāi)，雖然國(guó)外對(duì)AFDX總線技術(shù)有著較為成熟和系統(tǒng)的測(cè)試技術(shù)，但僅限于物理層和網(wǎng)絡(luò)層，如何實(shí)現(xiàn)機(jī)載設(shè)備的功能和性能測(cè)試成為國(guó)內(nèi)目前AFDX研究的主要領(lǐng)域。

1 AFDX主要特點(diǎn)
現(xiàn)代電子技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，對(duì)飛機(jī)的機(jī)載數(shù)據(jù)總線技術(shù)提出了更高的要求。AFDX網(wǎng)絡(luò)通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)的以太網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，憑著其可虛鏈路技術(shù)，雙冗余管理，通信網(wǎng)絡(luò)延遲的可確定性等優(yōu)越的網(wǎng)絡(luò)通信性能，已成為新一代航空電子系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。AFDX網(wǎng)絡(luò)源于以交換機(jī)為核心的交換式以太網(wǎng)，它與典型的以太網(wǎng)有著類(lèi)似的組成和通信模式，但是由于其誕生之時(shí)起就面向航空電子設(shè)備，所以AFDX總線有著高安全性、確定性和可靠性，并形成了ARINC 664系列的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
1．1 虛鏈路技術(shù)
在航電系統(tǒng)，AFDX終端一定需要通過(guò)一個(gè)VL進(jìn)行數(shù)據(jù)幀的交換，可以說(shuō)VL是AFDX的通信基礎(chǔ)。Virtual Link(虛擬鏈路)是一個(gè)概念上的通信通道，每個(gè)VL都定義了一個(gè)邏輯上單向的連接，即從一個(gè)源端系統(tǒng)到一個(gè)或多個(gè)目的端系統(tǒng)。每一個(gè)VL在邏輯上是互相隔離的，而且每個(gè)VL都有專(zhuān)門(mén)的帶寬保證，多個(gè)VL的數(shù)據(jù)傳輸在有效的帶寬內(nèi)相互不影響，AFDX虛鏈路示意圖如圖1所示。

由于航空機(jī)載設(shè)備要求通信的即時(shí)性和可靠性，為了避免在同一物理連接上不同虛鏈路之間的碰撞與干擾，AFDX總線技術(shù)引入了一種限制機(jī)制，從通信協(xié)議上控制了數(shù)據(jù)流，即通過(guò)限制每個(gè)虛鏈路上AFDX數(shù)據(jù)幀的傳輸速率和每個(gè)AFDX數(shù)據(jù)幀的大小。
1．2 冗余容錯(cuò)技術(shù)
一個(gè)典型的AFDX端系統(tǒng)之間，必定有兩條獨(dú)立的物理路徑即ESA和ESB，這兩個(gè)ES終端組成了AFDX總線的數(shù)據(jù)傳輸途徑，如圖2所示，每幀數(shù)據(jù)都會(huì)從源ES終端同時(shí)通過(guò)兩路物理路徑傳輸?shù)侥康腅S終端，目的ES終端接收到第一個(gè)有效的幀后，立刻會(huì)上傳給應(yīng)用程序處理；當(dāng)目的ES終端一旦接收到一個(gè)有效數(shù)據(jù)幀后，后面相同順序號(hào)的幀就會(huì)被丟棄。