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。     

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。     

AFDX终端测试技术的研究与实现

AFDX(航空电子全双工切换以太网)作为大型客机和运输机上的主流机载通信网络,其应用越来越广泛,对AFDX网络及设备的测试需求也必将与日俱增;针对这一需求,提出了一种AFDX终端测试技术的实现方法;该方案使用大规模FPGA和高性能嵌入式处理器,实现了一个AFDX终端系统及终端测试功能;应用结果表明其较好地满足了航空电子网络数据传输的实时性和可靠性需求,并能对AFDX网络的功能和主要性能指标进行测试;该测试终端具备最大128个虚拟链路、1~128 ms带宽分配间隙,可进行协议解码分析、故障注入与检测、误码率测试以及IRIG-B时戳等测试功能。     

高速航电总线数据实时遥测技术研究

为了解决飞行试验中高速航电总线数据实时遥测的测试需求,研究了高速航电总线数据采集及实时遥测的测试技术;面对全新总线架构以及海量实时传输数据,传统的总线测试技术无法满足新的测试需求,设计了高速航电总线数据监听以及遥测传输的测试系统,成功将高速总线数据融合到网络数据采集技术及数字遥测技术中;实际的试验结果表明,该方案能够准确、有效地完成机载高速航电总线数据采集及实时遥测传输,该方案的成功应用,为今后相关的高速总线数据测试提供了重要的参考价值。     

多接口融合光纤总线光网络终端设计

光网络终端(network terminal,NT)是光纤数据总线中的数据传输与处理终端,是光纤总线的重要组成部分。介绍了一种集成通用异步收发传输(universal asynchronous receiver&transmitter,UART)、控制器域网(controller area network,CAN)、以太网、高速串行计算机扩展总线(peripheral component interconnect express,PCIE)等多种接口的NT。这种NT以现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array, FPGA)为硬件基础,通过设计各接口对应知识产权模块(intellectual property core,IP核),以及基于FPGA平台设计不同接口数据格式转换逻辑模块,完成了符合光纤数据总线要求的NT设计。以该方法设计的NT可以低延时处理在光纤数据总线上UART、CAN、以太网、PCIE等接口的数据。最后,通过与国内外相似总线产品和标准比对,表明该种NT组成的光纤数据总线可以有效解决不同类型接口之间数据传输的问题。     

用于光电设备的航电总线数据测试系统

由于单项的专用总线测试系统通用性、兼容性较差,功能扩展和技术升级的难度较大,介绍一个可以支持1553B、ARINC429、CAN、RS232和RS422五种航电标准的数据总线测试系统的设计方案及技术实现。重点介绍了数据总线测试系统的硬件框架组成,同时分析了系统软件实现方法以及总线逻辑控制设计。该测试系统已成功用于某光电设备在线检测,经实验验证该系统运行稳定可靠。     

一种飞行试验FC航电系统的采集网络时延测试方法

针对飞行试验FC总线测试的特点，文章提出了一种飞行试验FC航电系统的采集网络时延测试方法，在不影响原航电系统信息传输结构与特性的前提下，测试到通信消息从航电子系统端口发出的精准时刻，解决了航电FC采集网络时延测试难题；通过对某试验机的FC采集网络时间延迟测试，提高了飞行试验某航电子系统的试验计算精度，证明了该方法在工程中的有效性。     

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。     

Network Evolution Toward a Carrier-Grade Ethernet Transport Network

Abstract

In this article, an overview is presented about state-of-the-art Ethernet technology and its evolutions beyond local area networks into metropolitan and wide area networks as carrier-grade technologies. It will be shown that the Ethernet can be used to guarantee the performance of current transport technologies in terms of operations, administration and maintenance, quality of service, monitoring, and test capabilities in support of service level agreements; in particular, the Ethernet could replace current transport techniques, simplifying network design and reducing both capital and operational expenditures. The Ethernet data-plane evolution will also be presented, from the virtual bridged local area network up to provider backbone bridging traffic engineering, including the issues related to the control plane. Also indicated is a future scenarios dealing with close interworking with optical technologies. In conclusion, a summary is given of experimental activities carried out on the virtual private local area network service, a current Layer 2 technique that can be assumed as a first step toward a carrier-grade Ethernet, which show the implementation of reliable wide area networks based only on gigabit Ethernet transmission.     

Adaptive dynamic bandwidth allocation algorithm supporting multi-services over Ethernet passive optical networks

In order to ensure fairness of each optical networks unit (ONU) in access network and meet quality of service (QoS) requirements of differentiated service such as voice, video and data, Ethernet passive optical network (EPON) dynamic bandwidth allocation (DBA) algorithm should avoid light load penalty, choose different scheduling scheme according to light loading or heavy loading circumstances, adaptively adjust the order of ONUs at the case heavy loading in order to guarantee QoS. Aiming at this problem, an adaptive dynamic bandwidth allocation algorithm supporting multi-services is presented. The algorithm guarantees QoS through dividing service into voice, video and data putting them into different queues, optical line terminal (OLT) collects all requests of different services from different ONUs, divides the adopted scheduling scheme according to loading, adaptively adjusts the order of ONUs queue based on minimum delay at the case heavy load. Therefore, it can really guarantee QoS. Simulation results of the algorithm show that the algorithm not only can support multi-service and avoid light load penalty, but also can guarantee the fairness of each ONUs and QoS. It has a better performance than other algorithms particularly at the case of heavy loading.     

云环境下基于多虚拟机的在线视频监控系统设计

针对常规视频监控系统在线实时性不强,海量视频数据传输迟滞,任务管理单一等问题,提出了构建在云计算环下基于多虚拟机技术在线视频监控系统 ,利用云计算平台中的物理资源与服务资源提升在线视频监控系统数据处理能力,虚拟机可同时处理大量的视频监控数据,并将视频数据以云存储的方式存储于云端服务器,降低了设备建设成本,可根据不同用户需求定制相关服务。本系统基于云计算平台设计,应用数十台乃至数百台虚拟机对在线视频监控数据进行处理,设计实现了云平台下在线视频监控系统的结构设计、以太网通信接口设计、服务器硬件配置和虚拟机控制。在软件设计方面通过对各虚拟机资源利用率的计算而动态分配资源,从而可以有效减少网络传输系统状态信息的带宽开销。通过系统功能与性能测试表明,在常规公共网络10M带宽的情况下,本系统在线视频监控数据的传输延迟时间相比于传统视频监控减少了85%以上,监控视频数据量减少了75%以上。     

基于Android的综合航电数据监控平台的研制

为实现对某型综合航电系统进行地面在线监控,研制了一款基于嵌入式的数据监控平台.本平台采用Arm处理器,通过以太数据方式,采集航电系统中一系列飞行参数,按照算法进行分析和处理,最终实现了对综合航电系统的工作状态监控.在硬件设计基础上,开发了Android系统下的测试设备驱动及相应应用程序.从工程应用结果表明,该平台能够实现综合航电系统状态的定期检测以及组件故障判断.     

ITER PF电源现场层监控系统网络拓扑延时分析

为保障ITER极向场(PF)电源系统的高实时性控制需求,根据其设备体积大、分布分散等特点,选取了支持多种设备连接拓扑的实时工业以太网现场总线EtherCAT作为ITER PF电源现场层监控系统的数据通讯协议.为研究ITER极向场电源现场层监控系统的实时性,分析了数据帧在几种适合ITER PF整流器单元现场层信号采集与控...     

声纳湿端数据远传DWDM光电交换模块设计

声纳的应用极其广泛,海洋渔业以及军事应用使得声纳技术得到了大力发展。声纳湿端数据传输的可靠性、实时性是声纳系统性能得到保障的前提。为此设计一用于声纳湿端数据远传的DWDM光电交换模块。在该模块中,使用以太网交换芯片和两个DWDM光模块对数据进行多路转发并实现光通路的冗余备份,提升了系统可靠性的同时使网络拓扑更为灵活。由于DWDM光模块可将电信号转换为波长可选定的光信号,故通过若干该模块协同使用,可实现多路光信号复用即同时传输多条声纳水下阵缆的数据。经实际开发与测试,该模块以太网业务性能指标符合设计需求,且该模块已在某声纳工程项目中得到了应用,并可为其他领域数据远传工程应用提供设计参考。