AFDX網(wǎng)絡(luò)一體化測(cè)試監(jiān)視系統(tǒng)研究

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1、AFDX網(wǎng)絡(luò)一體化測(cè)試監(jiān)視系統(tǒng)研究劉永超等2011年12月第42卷第4期(總第146期)AFDX網(wǎng)絡(luò)一體化測(cè)試監(jiān)視系統(tǒng)研究劉永超，徐科華，周貴榮(上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院，上海200232)[摘要]AFDX網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試和驗(yàn)證已成為民用飛機(jī)航電系統(tǒng)研制的難點(diǎn)和關(guān)鍵問題。為了對(duì)AFDX網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視及測(cè)試，搭建了AFDX網(wǎng)絡(luò)通信仿真測(cè)試系統(tǒng)，仿真了AFDX數(shù)據(jù)包的發(fā)送、接收、測(cè)試及監(jiān)控。通過試驗(yàn)，收到了良好的效果，可作為民用飛機(jī)機(jī)載網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試方案。[關(guān)鍵詞]航電全雙工交換式以太網(wǎng)；數(shù)據(jù)捕獲；測(cè)試；監(jiān)視【中圖

2、分類-號(hào)]TN915．06[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編-號(hào)]1006-141X(2011)04—0029—04ResearchonIntegratedTestandMonitorSystemforAFDXNetworkLIUYong—chao，XUKe-hua，ZHOUGui-rong(ShanghaiAircraftDesignandResearchInstitute，Shanghai200442，China)Abstract：TheavionicsfullduplexswitchEthemet(A

3、FDX)hasbeenwidelyusedinavionicssystemintegration．a(chǎn)ndAFDXNetworktestandvalidationareverycritical．InordertotestandmonitorAFDXNetwork,anAFDXNetworksimulationandtestsystemisdesignedtosimulatedatatransmission，reception，testandmonitor．Thetestresultisprovede

4、ffectiveandthemethodCanbeusedonAFDXNetworktest．Keywords：avionicsfullduplexswitchedEthemet；datacapture；test；monitor1前言航空電子全雙工交換式以太網(wǎng)(AFDX：AvioniCSFullDuplexSwitchedEthemet)是適用于大型客機(jī)航空電子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)，它采用單網(wǎng)段、全雙工、接入和骨干交換，以及虛擬鏈路流量隔離等技術(shù)，解決了綜合化互連對(duì)于網(wǎng)絡(luò)容量、可擴(kuò)展性、實(shí)時(shí)性等方面

5、的要求。與ARINC429和MIL．STD．1553B相比，AFDX在速度、通信方式、信息類型等方面都有很大的優(yōu)勢(shì)，減少了各種連線的數(shù)量和重量。AFDX是當(dāng)今大型飛機(jī)航電總線的新秀，也是未來大型飛機(jī)航電總線的發(fā)展趨勢(shì)。但AFDX網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模、運(yùn)行時(shí)間(run．time)、海量數(shù)．29．據(jù)傳輸、以及交換互連的空分結(jié)構(gòu)使它們的測(cè)試和監(jiān)視不同于小規(guī)模的總線互連網(wǎng)絡(luò)(如：1553B、刪C429)，無法通過網(wǎng)絡(luò)中的一點(diǎn)接入而獲得網(wǎng)絡(luò)全局的通信狀況信息。針對(duì)上述情況，應(yīng)該針對(duì)網(wǎng)絡(luò)組件(端系統(tǒng)和交換機(jī))進(jìn)行行為測(cè)

6、試，并在運(yùn)行時(shí)間有選擇地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視的方法，將測(cè)試與監(jiān)視結(jié)合起來，支持AFDX網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、分析和運(yùn)行操作。本文將重點(diǎn)研究大型客機(jī)的航電AFDX端系統(tǒng)及交換機(jī)的測(cè)試方法，完成其功能和行為測(cè)試；研究大型客機(jī)航電網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)視方法，完成網(wǎng)絡(luò)流量運(yùn)行時(shí)間監(jiān)視的實(shí)現(xiàn)，并完成監(jiān)視數(shù)據(jù)的分析、顯示以及在數(shù)據(jù)庫(kù)中的保存；組建單元測(cè)試、網(wǎng)絡(luò)December2011V01．42No．4(serialNo．146)航空電子技術(shù)AVIONICSTECHNOLOGY監(jiān)視環(huán)境，構(gòu)建AFDX網(wǎng)絡(luò)測(cè)試監(jiān)視一體化平臺(tái)。2AFDX網(wǎng)

7、絡(luò)測(cè)試監(jiān)視系統(tǒng)功能一個(gè)AFDx網(wǎng)絡(luò)測(cè)試系統(tǒng)需要采用專門為航空電子應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的接口，這些接口能執(zhí)行所有必要的協(xié)議分析，并且能實(shí)時(shí)的觀察虛擬鏈路信息和網(wǎng)絡(luò)幀中的數(shù)據(jù)。這樣的測(cè)試系統(tǒng)必須能直接與端系統(tǒng)或者交換式以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。AFDX測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備網(wǎng)絡(luò)流量產(chǎn)生功能、網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)控功能、網(wǎng)絡(luò)流量接收功能【14J。(1)網(wǎng)絡(luò)流量產(chǎn)生功能網(wǎng)絡(luò)流量產(chǎn)生是指從單個(gè)端口或者冗余端口發(fā)送多個(gè)虛擬鏈路幀的能力。虛擬鏈路幀可以發(fā)送給一個(gè)端系統(tǒng)或發(fā)送給一個(gè)交換機(jī)。大多數(shù)端系統(tǒng)應(yīng)用程序是使用UDP協(xié)議端口來相互通信的，

8、因此測(cè)試系統(tǒng)必須能仿真這些端口。流量產(chǎn)生器必須實(shí)現(xiàn)一個(gè)健壯的調(diào)度器，以便能有序地發(fā)送多個(gè)虛擬鏈路幀。虛擬鏈路幀的幀間間隔(IFG：InterFrameGap)是可配置的，以便在不同的數(shù)據(jù)速率下測(cè)試端系統(tǒng)，并對(duì)其進(jìn)行壓力測(cè)試。流量產(chǎn)生器能對(duì)網(wǎng)絡(luò)延遲進(jìn)行測(cè)試。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，就必須在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，在幀有效負(fù)載中加上精確的時(shí)間戳。接收該幀的端系統(tǒng)可以通過該時(shí)間戳來確定該幀在網(wǎng)絡(luò)傳輸上所消耗的時(shí)間。流量產(chǎn)生器也應(yīng)能在UDP層加入時(shí)間戳，并據(jù)此計(jì)算出數(shù)據(jù)通過整個(gè)軟件層的時(shí)間開銷。對(duì)比一個(gè)新系統(tǒng)