基于AFDX總線的端系統(tǒng)測試技術

摘要：AFDX總線技術是目前航空機載設備交換式網(wǎng)絡的代表，也是近年來大型飛機航空機載設備首選的總線通信網(wǎng)絡。為了實現(xiàn)某設備AFDX總線主要功能和性能檢測，簡要介紹了AFDX總線技術的基本原理與通信特點，通過使用VC++6．0軟件技術在工控機上集成了AFDX端系統(tǒng)測試功能，并給出了該技術在AFDX端系統(tǒng)上的測試結果。
關鍵詞：AFDX；端系統(tǒng)；測試技術；VC++6．0

AFDX全稱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)之間進行數(shù)據(jù)交換而定義的一種協(xié)議標準，是基于ARINC 429和1553B基礎之上的一種總線通信協(xié)議規(guī)范(ARINC664 Part7)。隨著大飛機項目引入國內(nèi)，各種基于AFDX總線技術的設備研制正加速展開，雖然國外對AFDX總線技術有著較為成熟和系統(tǒng)的測試技術，但僅限于物理層和網(wǎng)絡層，如何實現(xiàn)機載設備的功能和性能測試成為國內(nèi)目前AFDX研究的主要領域。

1 AFDX主要特點
現(xiàn)代電子技術和信息技術的發(fā)展，對飛機的機載數(shù)據(jù)總線技術提出了更高的要求。AFDX網(wǎng)絡通過對傳統(tǒng)的以太網(wǎng)技術進行改進，憑著其可虛鏈路技術，雙冗余管理，通信網(wǎng)絡延遲的可確定性等優(yōu)越的網(wǎng)絡通信性能，已成為新一代航空電子系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡。AFDX網(wǎng)絡源于以交換機為核心的交換式以太網(wǎng)，它與典型的以太網(wǎng)有著類似的組成和通信模式，但是由于其誕生之時起就面向航空電子設備，所以AFDX總線有著高安全性、確定性和可靠性，并形成了ARINC 664系列的相關標準。
1．1 虛鏈路技術
在航電系統(tǒng)，AFDX終端一定需要通過一個VL進行數(shù)據(jù)幀的交換，可以說VL是AFDX的通信基礎。Virtual Link(虛擬鏈路)是一個概念上的通信通道，每個VL都定義了一個邏輯上單向的連接，即從一個源端系統(tǒng)到一個或多個目的端系統(tǒng)。每一個VL在邏輯上是互相隔離的，而且每個VL都有專門的帶寬保證，多個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。

由于航空機載設備要求通信的即時性和可靠性，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總線技術引入了一種限制機制，從通信協(xié)議上控制了數(shù)據(jù)流，即通過限制每個虛鏈路上AFDX數(shù)據(jù)幀的傳輸速率和每個AFDX數(shù)據(jù)幀的大小。
1．2 冗余容錯技術
一個典型的AFDX端系統(tǒng)之間，必定有兩條獨立的物理路徑即ESA和ESB，這兩個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)都會從源ES終端同時通過兩路物理路徑傳輸?shù)侥康腅S終端，目的ES終端接收到第一個有效的幀后，立刻會上傳給應用程序處理；當目的ES終端一旦接收到一個有效數(shù)據(jù)幀后，后面相同順序號的幀就會被丟棄。