飞行试验测试采集的AFDX总线检测分析技术研究

在航空产品的航电系统跨代升级中,AFDX总线数据的检测分析是飞行试验对航空产品航电系统进行科研鉴定的一项重要技术手段,针对复杂航空电子环境下的采集记录的AFDX总线数据的多类、随机性等特点,提出了AFDX总线消息识别、帧检测、丢包检测分析方法及实现技术,并结合采用了AFDX总线周期检测分析算法,设计了AFDX总线的检测分析技术,实现了飞行试验AFDX总线的检测分析,最后在某试验机AFDX总线飞行试验测试中进行了应用,试验表明该AFDX总线检测分析技术满足飞行试验对航电系统进行科研鉴定的需求。     

AFDX网络测试技术研究与实现

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。     

基于PCIe接口的千兆AFDX TAP卡设计与实现

近年来,大通信量使得机载网络对带宽的需求逐渐增长,目前的10/100 Mbps传输速率已经不能满足需求,故千兆AFDX技术研究急需开展;基于千兆AFDX网络,对TAP卡设计和实现进行了研究;通过系统设计和详细设计对设计过程中的问题进行分析,提出了一种基于FPGA的TAP卡设计方法;模拟不同的网络情况对设计进行了验证;结果表明该设计可以正确反映网络细节,能够给网络级调试带来了极大的便利。     

基于FPGA IP核的AFDX与ARINC429总线转换接口设计

航空电子全双工交换式以太网(AFDX)是下一代航电系统的主干连接网,ARINC429是一种在航空电子系统领域中较成熟的总线标准,在某些分系统内仍然被采用;如何实现这两种总线的转换是目前航电系统的关键技术之一;利用设计的AFDX 协议和ARINC429 协议的IP核,完成了两种总线协议的相互转换;从AFDX数据帧中解析出429数据字,或者将429数据字添加到AFDF协议各层首部组成AFDX帧;通过Modelsim SE的RTL级的仿真和FPGA的实物测试,结果表明AFDX协议帧和ARINC429数据字可以相互转换,验证了IP核及总线转换接口设计的正确性。     

通用串行航空总线综合测试系统设计

针对目前串行航空总线测试设备功能单一的问题,设计了一种兼容多总线的便携式通用串行航空总线综合测试系统。方案采用模块化设计,详细叙述了系统的硬件及软件设计,系统由通用串行总线仿真设备终端与测试分析设备构成,系统涉及多种串行航空总线,可完成多总线仿真激励输出、监控接收及数据仿真分析功能,可最大程度满足航空电子系统的设备与系统仿真需求。实验结果表明,该通用串行航空总线综合测试系统稳定性好、可靠性高、使用便捷,满足设计需求。     

AFDX网络配置驱动的PCI总线远程数据采集器设计

针对先进飞机的航电系统架构,文章提出一种基于PCI总线的模块化远程数据采集器设计,以AFDX网络为主干网络,配置了ARINC825总线、ARINC429总线、多路传感器和作动器I/O接口,从多接口、配置引脚和配置驱动3个方面进行了软硬件设计及实现,保证了远程数据采集器的可靠性、灵活性和可维护性,并通过试验,对文章设计的远程数据采集器的功能指标和时延参数进行了测试,测试结果表明,文章提出的设计,能够满足远程数据采集器功能需求,并具备转换时延小的特点。     

AFDX网络传输性能分析

AFDX(Avionics Full Duplex Switched Ethernet) 作为一种基于Ethernet技术的全双工数据交换航空电子数据总线,它不仅避免了Ethernet数据传输冲突和碰撞的问题,而且在减轻重量的基础上提高了数据传输率。在设计的过程中,为了保证数据传输的实时性和可靠性,确保数据传输的确定性和无丢失服务,网络传输性能测试分析是设计人员必须考虑的问题。由此一种简单快捷的基于网络演算 NC( Network Calculus)理论进行总线性能传输和测试的方法被推导出来,目的是通过数学评估和仿真的手段分析不同航空电子AFDX数据总线和网络拓扑结构的传输性能,分析的主要目的针对三个重要的网络延迟参数指标(延迟、预留缓冲区和输出数据流)。开展这方面的研究有利于在航电总线设计初期帮助设计人员发现问题,尤其是应用于保证航电数据总线无丢失确定性服务方面。除此之外,还比较了目前存在的延迟计算的几种常用方法,并通过仿真举例说明了这种方法的应用。     

基于AFDX总线的飞机状态监控模块设计

为了实现飞机状态监控模块对机载高速AFDX总线网络海量数据的监控需求,分析机载网络构型,并从数据帧处理、文件管理和用户接口等几个方面对状态监控模块进行设计,通过中断和分级任务的相互配合,提出了两级筛选、三级缓冲的机制;使用专用地面数据分析工具对监控数据进行分析,结果表明此状态监控模块能够确保监控数据的实时捕获、处理和存储;经过验证,使用两级筛选、三级缓冲的机制设计的状态监控模块,可针对不同的任务配置不同的监控需求,能够实现飞机状态监控功能,符合设计要求,运行稳定。     

机载远程智能接口数据集中器研究与实现

文章研究目的是研究新一代飞机机载计算机中具有通用化、标准化的远程智能接口数据集中器,以满足新一代飞机综合化航空电子系统要求;文章首先描述了远程智能接口数据集中器功能原理,然后重点介绍了AFDX网络通信、高速模拟信号采集、小信号处理、大功率控制、接口控制软件设计等远程智能接口关键技术,最后给出远程智能接口数据集中器具体实现;机载远程智能接口数据集中器已经在新一代飞机综合航电系统通过系统验证,试验结果证明远程智能接口数据集中器实现了各种传感器信息就近采集、及时进行数据转换和驱动输出控制的功能要求。     

基于即时通讯的电梯远程呼叫系统设计

为实现电梯远程呼叫的应用目标,对即时通讯机制进行了分析,将即时通讯工具引入电气控制领域,提出了基于即时通讯的电梯远程呼叫系统;设计并实现了即时通讯服务器/数据库、电梯终端与用户终端三层架构的通讯系统,给出了三方之间网络通讯实现时的信息交互架构;经过测试,该系统满足一般工程应用的需求,提升了电梯系统的整体运行质量与效率;在即时通讯技术的应用与电梯物联网技术的发展上有一定的参考价值和推广价值。     

基于线性回归模型的无线水质参数监控预警终端设计

设计了无线水质参数监预警控终端,实现对水温、溶氧量、pH值等参数的实时在线监测,对水质参数的在线采集、本地存储、显示、远程传输和预警报警功能;采用ATmega128A单片机为核心控制器,电化学型传感器为采样模块,GPRS网络进行远程通信; 通过休眠、部分模块断电等方式降低能耗,基于一元线性回归模型设计了水质参数预警机制,预警估计值与实际值偏差在1个单位以内;实验测试结果表明监测精度在满量程的3%以内。     

IOTEST在某型模拟对抗终端嵌入式软件测试中的应用

由于嵌入式系统对功能和性能的高要求,对嵌入式软件进行测试存在一定难度。嵌入式系统通过各种不同类型的接口与外界实现交互,故而对嵌入式系统的接口进行测试,是保证嵌入式软件质量的重要途径。以某型模拟对抗终端嵌入式软件为例,根据该型终端的特点,对基于IOTEST实现嵌入式软件测试的自动化进行研究。依照测试需求分析、测试环境搭建、测试建模、变量配置、测试脚本编写、测试执行的测试步骤和方法,通过测试实现过程详细说明了IOTEST在嵌入式软件测试中的应用。测试结果表明,IOTEST能够对嵌入式系统接口的正确性、实时性和可靠性进行有效地测试,该工具在测试过程中具备良好的实用性和通用性。在嵌入式软件的测试过程中合理使用IOTEST,可以有效提高测试效率,保证软件质量。     

分布式可重配置航空测控系统设计与实现

通用化、小型化、高可靠性、使用便捷是对大型军用复杂武器装备外场保障设备的通用要求;近年来,随着网络技术、嵌入式计算机技术特别是“可重构计算”技术的发展,可重配置的嵌入式测控系统开发技术成为当前研究的一个热点;文章对该项技术进行了深入研究,并结合飞机子系统外场测试的实际情况,提出并设计实现了一种分布式可重配置航空测控系统;与传统的集中控制测试系统相比较,该系统的体积小、重量轻,使用方便,通过可重配置技术使得测控系统可适应不同的测试需求;该系统的设计实现对军用复杂武器装备外场检测设备设计具有很好的借鉴意义。     

运载火箭一体化测发系统的并行测试研究

现役运载火箭一体化测发系统的单任务测试模式,已无法满足运载火箭的高密度、快速测发的需求。通过控制软件多线程设计实现多任务控制的并行处理;使用分布式执行终端,同步完成并行测试功能。设计具有包含多任务信息的通讯协议,实现并行测试信息的网络传输。利用软件的共享缓存技术实现多任务之间的信息交互。在信息传输中通过字节流模式进行先进先出的实时通信,保证了运载火箭测发的实时性。通过对一体化测发系统的并行测试研究,可实现一套测发控系统对箭上多个子系统同时进行测试。 并行测试技术的研究利用了计算机系统并行处理能力,通过测发软件的并行设计,实现可由用户控制的多任务并行测试系统,提高了运载火箭的测试效率和节省测试费用,是解决运载火箭高密度、低成本发射的一种技术途径。     

飞行器记录装置1553B功能卡设计与实现

飞行器起飞前要对其飞控机加载DSP程序,起飞后要对相关参数进行存储和记录,针对这一实际需求,设计了基于1553B总线的功能卡;设计中采用国产EP-H31580接口芯片,其LVTTL电平I/O口可直接与FPGA配合实现功能,与进口BU-61580接口芯片相比,其不需要电平转换电路,简化了电路结构;另外,接口芯片的配置通过调用FPGA内部的IP核BLOCK RAM来实现,简化了逻辑控制过程;论文分别从硬件电路设计、电缆终端设计和逻辑设计等几个方面详细介绍了1553B卡功能的实现;经验证,该1553B功能卡能够同时实现RT和BM功能,具有很高的可靠性,并已应用到实际工程当中。     

车载终端车联网中间件技术研究与实现

为了解决因车身网络的数据协议差异造成的车载智能终端不能在多个车型上通用的问题,提出了一种车载智能终端中间件架构。在该架构中,采用多层结构隔离应用与网络直接访问。采用组件结构实现了应用的抽象与复用,降低应用开发难度。采用消息总线,负责管理组件之间的数据通信,为应用层提供一个统一接口的虚拟车身网络环境;通过消息的数据通信实现车载终端应用间的数据交互,底层采用通信服务层屏蔽了各种车身网络的差异性,解决了车载终端在不同网络协议车型上使用的通用性问题。最后,通过搭建实际的测试平台验证了该设计的可行性和有效性。     

一种多功能航空测试设备的设计与实现

针对某航空电子产品需求,设计了一种多功能测试设备,详细描述了测试设备的总体设计,硬件设计和软件设计,并对其中关键技术进行了重点论述;测试设备采用了虚拟仪器技术,利用基于组件模型的开发方法,合理划分组件,有效提高了测试设备及构件的通用性和重用性,缩短了产品的开发周期;该测试设备已应用于某航空电子产品的产品调试、交付验收、故障排除;经过使用后证明,测试设备的软/硬件设计合理、自动化程度高、工作稳定可靠。     

一种多功能航空测试设备的设计和实现

针对某航空电子产品需求,设计了一种多功能测试设备,详细描述了测试设备的总体设计,硬件设计和软件设计,并对其中关键技术进行了重点论述;测试设备采用了虚拟仪器技术,利用基于组件模型的开发方法,合理划分组件,有效提高了测试设备及构件的通用性和重用性,缩短了产品的开发周期;该测试设备已应用于某航空电子产品的产品调试、交付验收、故障排除;经过使用后证明,测试设备的软/硬件设计合理、自动化程度高、工作稳定可靠。     

IVI系统远程测控功能的设计与实现

针对远程测控和分布式测控的功能需求,在IVI基础上研制了一种支持远程测控和分布式测控的仪器可互换系统;该系统通过增加标准化的仪器类远程控制驱动程序和远程控制服务程序,以及指令池处理机制等,实现了远程测控和分布式测控,并可以消除远程测控状态下网络数据传输延迟对测试结果的影响;应用结果表明,系统运行稳定可靠,远程测控状态下TPS运行流畅,测试结果稳定可信,具有较好的应用推广价值。     

基于GPS与GPRS的远程健康监护系统的设计

为实现对存在健康隐患人群的位置及生命特征信息远程监测,设计了基于GPS(Global Positioning System)与GPRS(General Packet Radio Service)的远程健康监护系统,系统由监测节点、数据处理服务平台、各监控终端等组成。以STM32为主处理器完成对监测节点的软、硬件设计,根据生命特征传感器采集的信号特点设计驱动电路,在GPS与GPRS网络的基础上,设计监测节点软件,完成了对人体心电、温度及位置信息的实时采集和转发。数据处理服务平台负责信息存储、分析和发布,各监控终端也可以通过数据处理服务平台查询被监测者的位置与生命特征信息。测试结果表明,系统能够实现相应功能,满足应用需求。