机载数据总线简介课件

航空总线技术1 1精选课件精选课件1.3 机载数据总线简介n n主要介绍目前已投入使用及研究中的机载数据总线。ARINC-429和629、CSDB、MIL-STD-1553B和1773、STAN-AG-3838/3910、HSDB、LTPB、FDDI、SCI、FC、AFDX。2 2精选课件精选课件1.3.1 ARINC-429数据总线n nARINC429ARINC429总线协议是美国总线协议是美国航空电子航空电子工程委员会工程委员会(Airlines Engineering Committee)(Airlines Engineering Committee)于于19771977年年7 7月提月提出的，并于同年同月发表并获得批准使用。它的出的，并于同年同月发表并获得批准使用。它的全称是数字式全称是数字式 信息传输系统信息传输系统DITSDITS。n n协议标准规定了航空电子设备及有关系统间的数协议标准规定了航空电子设备及有关系统间的数字信息传输要求。字信息传输要求。n nARINC429ARINC429广泛应用在先进的民航客机中，如广泛应用在先进的民航客机中，如B-B-737737、B757B757、B-767B-767，俄制军用飞机也选用了类似，俄制军用飞机也选用了类似的技术。我们与之对应的标准是的技术。我们与之对应的标准是HB6096-SZ-01 HB6096-SZ-01 3 3精选课件精选课件n nARINC429ARINC429总线结构简单、性能稳定，抗干扰总线结构简单、性能稳定，抗干扰性强。最大的优势在于可靠性高，这是由于非性强。最大的优势在于可靠性高，这是由于非集中控制、传输可靠、错误隔离性好。集中控制、传输可靠、错误隔离性好。ARINC429ARINC429特点如下：特点如下：1 1、传输方式传输方式 2 2、驱动能力驱动能力 3 3、调制方式调制方式 4 4、传输速率传输速率 5 5、同步方式同步方式 4 4精选课件精选课件n n1 1、传输方式、传输方式 n n单向方式。信息只能从通信设备的发送口输出，经传单向方式。信息只能从通信设备的发送口输出，经传输总线传至与它相连的需要该信息的其他设备的接口。但输总线传至与它相连的需要该信息的其他设备的接口。但信息决不能倒流至已规定为发送信息的接口中。在两个通信息决不能倒流至已规定为发送信息的接口中。在两个通信设备间需要双向传输时，则每个方向上各用一个独立的信设备间需要双向传输时，则每个方向上各用一个独立的传输总线。由于没有传输总线。由于没有1553B1553B总线的总线的BCBC，信息分发的任务和，信息分发的任务和风险不再集中。风险不再集中。n n2 2、驱动能力、驱动能力 n n每条总线上可以连接不超过每条总线上可以连接不超过2020个的接收器。由于设备个的接收器。由于设备较少，信息传递有充裕的时间保证。较少，信息传递有充裕的时间保证。5 5精选课件精选课件n n3 3、调制方式调制方式 n n采用双极型归零的三态码方式。采用双极型归零的三态码方式。n n4 4、传输速率、传输速率 n n分高低两档分高低两档，高速工作状态的位速率为高速工作状态的位速率为100Kb/s100Kb/s。系统低速工作状态的位速率应用在系统低速工作状态的位速率应用在12Kb/s14.5Kb/s12Kb/s14.5Kb/s范围内。选定内容后的位速率其误差范围应在范围内。选定内容后的位速率其误差范围应在1%1%之内。之内。高速率和低速率不能在同一条传输总线上传输。高速率和低速率不能在同一条传输总线上传输。n n5 5、同步方式、同步方式 n n传输的基本单位是字，每个字由传输的基本单位是字，每个字由3232位组成。位同位组成。位同步信息是在双极归零码信号波形中携带着，字同步是步信息是在双极归零码信号波形中携带着，字同步是以传输同期间至少以传输同期间至少4 4位的零电平时间间隔为基准，紧位的零电平时间间隔为基准，紧跟该字间隔后要发送的第一位的起点即为新字的起点跟该字间隔后要发送的第一位的起点即为新字的起点6 6精选课件精选课件1.3.2 商业标准数据总线（CSDB）n n商业标准数字总线商业标准数字总线CSDBCSDB提供了面向字节的广提供了面向字节的广播通信能力，支持低速播通信能力，支持低速12.5Kb/s12.5Kb/s和高速和高速50Kb/s50Kb/s两种总线速率，目前广泛应用在民航客机、民两种总线速率，目前广泛应用在民航客机、民用和军用运输机上。用和军用运输机上。CSDBCSDB总线标准与总线标准与ISO/OSIISO/OSI相对应，相对应，CSDBCSDB总线体系结构包括物总线体系结构包括物理层和数据链路层：物理层规定了总线的机械理层和数据链路层：物理层规定了总线的机械特性和电气特性，数据链路层给出了数据帧的特性和电气特性，数据链路层给出了数据帧的定义以及数据帧之间的定时要求，并对总线连定义以及数据帧之间的定时要求，并对总线连接的各种航空设备的参数做出了详细的规定。接的各种航空设备的参数做出了详细的规定。7 7精选课件精选课件n nCSDBCSDB物理层是单向广播式异步串行总线标准，它可以构物理层是单向广播式异步串行总线标准，它可以构物理层是单向广播式异步串行总线标准，它可以构物理层是单向广播式异步串行总线标准，它可以构成单一信源、多接收器的传输系统。总线数据采用成单一信源、多接收器的传输系统。总线数据采用成单一信源、多接收器的传输系统。总线数据采用成单一信源、多接收器的传输系统。总线数据采用NRZNRZ编编编编码、差分方式传输。逻辑码、差分方式传输。逻辑码、差分方式传输。逻辑码、差分方式传输。逻辑“1”“1”规定数据线规定数据线规定数据线规定数据线A A相对于数据线相对于数据线相对于数据线相对于数据线B B为为为为“高电平高电平高电平高电平”，逻辑，逻辑，逻辑，逻辑“0”“0”规定数据线规定数据线规定数据线规定数据线B B相对于数据线相对于数据线相对于数据线相对于数据线A A为为为为“高电平高电平高电平高电平”。总线信号的开始位为逻辑。总线信号的开始位为逻辑。总线信号的开始位为逻辑。总线信号的开始位为逻辑“0”“0”，停止位为逻辑，停止位为逻辑，停止位为逻辑，停止位为逻辑“1”“1”。占。占。占。占8 8位长的字节被编码成位长的字节被编码成位长的字节被编码成位长的字节被编码成1111位的位的位的位的NRZNRZ码传输：起始码传输：起始码传输：起始码传输：起始位，数据字节，奇校验位和停止位。位，数据字节，奇校验位和停止位。位，数据字节，奇校验位和停止位。位，数据字节，奇校验位和停止位。CSDBCSDB总线驱动器和总线驱动器和总线驱动器和总线驱动器和接收器的电气标准与接收器的电气标准与接收器的电气标准与接收器的电气标准与RS422ARS422A电气标准兼容，总线上升时电气标准兼容，总线上升时电气标准兼容，总线上升时电气标准兼容，总线上升时间和下降时间为：对于高速总线，大于间和下降时间为：对于高速总线，大于间和下降时间为：对于高速总线，大于间和下降时间为：对于高速总线，大于0.8ms0.8ms并且小于并且小于并且小于并且小于1.0ms1.0ms；对于低速总线，应小于；对于低速总线，应小于；对于低速总线，应小于；对于低速总线，应小于8.0ms8.0ms。CSDBCSDB要求每个要求每个要求每个要求每个总线接收器增加的总线容性负载不能超过总线接收器增加的总线容性负载不能超过总线接收器增加的总线容性负载不能超过总线接收器增加的总线容性负载不能超过600pF600pF，总线驱，总线驱，总线驱，总线驱动器应能够在容性负载为动器应能够在容性负载为动器应能够在容性负载为动器应能够在容性负载为012000pF012000pF之间的条件下正常之间的条件下正常之间的条件下正常之间的条件下正常工作。所有的驱动器和接收器都必须能够抵抗直流工作。所有的驱动器和接收器都必须能够抵抗直流工作。所有的驱动器和接收器都必须能够抵抗直流工作。所有的驱动器和接收器都必须能够抵抗直流28V28V和和和和交流交流交流交流115V 115V 的瞬间短路。的瞬间短路。的瞬间短路。的瞬间短路。8 8精选课件精选课件n nCSDB逻辑链路层是面向字节的传输协议，固定长度的字节组成消息块，再由一定长度的消息块组合成帧，封装在数据帧中的不同数据通过各自的地址字节加以区别，不同的数据帧之间通过同步消息块分割，总线信息结构如图1-5所示。9 9精选课件精选课件1010精选课件精选课件n nCSDBCSDB总线的基本传输单位有：总线的基本传输单位有：总线的基本传输单位有：总线的基本传输单位有：字节字节字节字节(B)(B)：每个字节占：每个字节占：每个字节占：每个字节占8 8位，采用异位，采用异位，采用异位，采用异步方式传输，字节在总线上编码成步方式传输，字节在总线上编码成步方式传输，字节在总线上编码成步方式传输，字节在总线上编码成1111位长的位长的位长的位长的NRZNRZ码，包括码，包括码，包括码，包括1 1个起始位，个起始位，个起始位，个起始位，8 8个数据位，个数据位，个数据位，个数据位，1 1个奇校验位和个奇校验位和个奇校验位和个奇校验位和1 1个停止位。个停止位。个停止位。个停止位。消息块消息块消息块消息块(Message(Message Block)Block)：消息块是一组固定长度的有序字节。每个消息块的第一个字：消息块是一组固定长度的有序字节。每个消息块的第一个字：消息块是一组固定长度的有序字节。每个消息块的第一个字：消息块是一组固定长度的有序字节。每个消息块的第一个字节节节节Byte0Byte0称为标识称为标识称为标识称为标识(或地址或地址或地址或地址)，消息块通过标识来区分，而不是通过，消息块通过标识来区分，而不是通过，消息块通过标识来区分，而不是通过，消息块通过标识来区分，而不是通过接收消息块的顺序来识别。消息块的长度是接收消息块的顺序来识别。消息块的长度是接收消息块的顺序来识别。消息块的长度是接收消息块的顺序来识别。消息块的长度是6B6B，在某条固定的，在某条固定的，在某条固定的，在某条固定的CSDBCSDB总线上，所有的消息块的长度必须固定不变。总线上，所有的消息块的长度必须固定不变。总线上，所有的消息块的长度必须固定不变。总线上，所有的消息块的长度必须固定不变。帧帧帧帧(frame)(frame)：帧定义：帧定义：帧定义：帧定义为两个同步消息块之间的部分，在某一条确定的为两个同步消息块之间的部分，在某一条确定的为两个同步消息块之间的部分，在某一条确定的为两个同步消息块之间的部分，在某一条确定的CSDBCSDB总线上，帧的总线上，帧的总线上，帧的总线上，帧的定时长度是固定的，并且由互连的航空电子设备所要求的最大数据更定时长度是固定的，并且由互连的航空电子设备所要求的最大数据更定时长度是固定的，并且由互连的航空电子设备所要求的最大数据更定时长度是固定的，并且由互连的航空电子设备所要求的最大数据更新率决定。新率决定。新率决定。新率决定。CSDBCSDB采用的是异步串行传输方式，通过起始位和停止位采用的是异步串行传输方式，通过起始位和停止位采用的是异步串行传输方式，通过起始位和停止位采用的是异步串行传输方式，通过起始位和停止位完成字节的位同步，因此在编码中不必带有时钟信息。帧同步通过识完成字节的位同步，因此在编码中不必带有时钟信息。帧同步通过识完成字节的位同步，因此在编码中不必带有时钟信息。帧同步通过识完成字节的位同步，因此在编码中不必带有时钟信息。帧同步通过识别同步消息块：别同步消息块：别同步消息块：别同步消息块：6B6B的的的的“A5”“A5”来实现，同步消息块标识了每个数据帧的来实现，同步消息块标识了每个数据帧的来实现，同步消息块标识了每个数据帧的来实现，同步消息块标识了每个数据帧的开始位置。在开始位置。在开始位置。在开始位置。在CSDBCSDB数据帧中，数据可以采用数据帧中，数据可以采用数据帧中，数据可以采用数据帧中，数据可以采用BCDBCD或或或或BNRBNR方式编码，方式编码，方式编码，方式编码，每种数据帧按照地址块，状态块，每种数据帧按照地址块，状态块，每种数据帧按照地址块，状态块，每种数据帧按照地址块，状态块，1 1个个个个22个数据块排列，空闲的数据个数据块排列，空闲的数据个数据块排列，空闲的数据个数据块排列，空闲的数据位可以携带离散量和校验和。位可以携带离散量和校验和。位可以携带离散量和校验和。位可以携带离散量和校验和。1111精选课件精选课件1.3.3 MIL-STD-1553B数据总线n n应用领域n n主要特征n n数据总线典型拓扑结构n n总线控制方式n n总线上的信息流1212精选课件精选课件应用领域n n1553B是为适应工业和军事的需要而提出，具有很高的可靠性和灵活性，加之技术比较成熟，所以应用比较广泛。n n目前，已广泛地应用于军事、工业和科技领域，从大型运输舰、空间补给站、轰炸机到各种战斗机，以及直升机，都有其应用，它甚至用于导弹系统，以及用作飞机器和导弹之间的基本通信协议。1313精选课件精选课件n nMIL-STD-1553BMIL-STD-1553B总线的主要特征：总线的主要特征：n n传输速度为传输速度为1M bit/s,1M bit/s,n n字的长度为字的长度为20bit20bit，n n数据有效长度为数据有效长度为16bit16bit，n n信息量最大长度为信息量最大长度为3232个字，个字，n n传输方式为半双工方式，传输方式为半双工方式，n n传输协议为命令传输协议为命令/响应方式，故障容错是典型的双冗余响应方式，故障容错是典型的双冗余方式，第二条总线处于热备份状态，传输媒介为屏蔽方式，第二条总线处于热备份状态，传输媒介为屏蔽双绞线，总线耦合方式为直接耦合和变压器耦合。双绞线，总线耦合方式为直接耦合和变压器耦合。1414精选课件精选课件n nMIL-STD-1553BMIL-STD-1553B总线的主要构成有总线的主要构成有总线的主要构成有总线的主要构成有:1553B:1553B总线总线总线总线接口模块，接口模块，接口模块，接口模块，1553B1553B总线耦合器，总线耦合器，总线耦合器，总线耦合器，1553B1553B电缆，电电缆，电电缆，电电缆，电缆连接器，终端匹配等，它们由两根冗余总线连缆连接器，终端匹配等，它们由两根冗余总线连缆连接器，终端匹配等，它们由两根冗余总线连缆连接器，终端匹配等，它们由两根冗余总线连接。接。接。接。n n可挂接的可挂接的可挂接的可挂接的3232个终端按其作用分为：总线控制器个终端按其作用分为：总线控制器个终端按其作用分为：总线控制器个终端按其作用分为：总线控制器(BC)(BC)、总线监控器、总线监控器、总线监控器、总线监控器(BM)(BM)、远程终端、远程终端、远程终端、远程终端(RT)(RT)。每个。每个。每个。每个终端被分配了唯一的总线形式，是调制成曼彻斯终端被分配了唯一的总线形式，是调制成曼彻斯终端被分配了唯一的总线形式，是调制成曼彻斯终端被分配了唯一的总线形式，是调制成曼彻斯特码进行传送的。特码进行传送的。特码进行传送的。特码进行传送的。1515精选课件精选课件n n 1553B1553B总线控制方式有集中模式的静态总线控制总线控制方式有集中模式的静态总线控制总线控制方式有集中模式的静态总线控制总线控制方式有集中模式的静态总线控制方式和分布模式的动态总线控制方式。方式和分布模式的动态总线控制方式。方式和分布模式的动态总线控制方式。方式和分布模式的动态总线控制方式。n n静态总线控制方式是由静态总线控制方式是由静态总线控制方式是由静态总线控制方式是由一个固定的总线控制器一个固定的总线控制器一个固定的总线控制器一个固定的总线控制器帮助帮助帮助帮助1553B1553B总线上所有子系统间的消息通信，总线上所有子系统间的消息通信，总线上所有子系统间的消息通信，总线上所有子系统间的消息通信，n n该方式具有通信控制简单、故障易检测、软硬件易实该方式具有通信控制简单、故障易检测、软硬件易实该方式具有通信控制简单、故障易检测、软硬件易实该方式具有通信控制简单、故障易检测、软硬件易实现等优点，但存在集中控制网络固有的单点故障造成现等优点，但存在集中控制网络固有的单点故障造成现等优点，但存在集中控制网络固有的单点故障造成现等优点，但存在集中控制网络固有的单点故障造成通信瘫痪的致命缺点通信瘫痪的致命缺点通信瘫痪的致命缺点通信瘫痪的致命缺点.1616精选课件精选课件n n动态总线控制方式指动态总线控制方式指动态总线控制方式指动态总线控制方式指1553B1553B总线上有若十个具总线上有若十个具总线上有若十个具总线上有若十个具备作为总线控制器的子系统，在一个时间段仅备作为总线控制器的子系统，在一个时间段仅备作为总线控制器的子系统，在一个时间段仅备作为总线控制器的子系统，在一个时间段仅允许其中一个作为总线控制器，可由允许其中一个作为总线控制器，可由允许其中一个作为总线控制器，可由允许其中一个作为总线控制器，可由时分制时分制时分制时分制方方方方式或式或式或式或循环方式循环方式循环方式循环方式交接总线控制权，该方式具有分交接总线控制权，该方式具有分交接总线控制权，该方式具有分交接总线控制权，该方式具有分布控制网络的优势。布控制网络的优势。布控制网络的优势。布控制网络的优势。n n另外，为满足航电总体指标的要求，可采用通另外，为满足航电总体指标的要求，可采用通另外，为满足航电总体指标的要求，可采用通另外，为满足航电总体指标的要求，可采用通信控制简单又能避免单点故障造成通信瘫痪的信控制简单又能避免单点故障造成通信瘫痪的信控制简单又能避免单点故障造成通信瘫痪的信控制简单又能避免单点故障造成通信瘫痪的双余度静态总线控制器方式。双余度静态总线控制器方式。双余度静态总线控制器方式。双余度静态总线控制器方式。1717精选课件精选课件1553B总线拓扑结构1818精选课件精选课件1553B消息字格式1919精选课件精选课件1.3.4 线性令牌传递数据总线LTPB）n nLTPB光纤网络的拓扑结构为星型结构，网络节点通过星型耦合器连接起来。2020精选课件精选课件n nLTPB容错能力可通过简单的介质冗余获得，容错能力可通过简单的介质冗余获得，从图从图1-8可以看到，星型冗余的结构简单，可以看到，星型冗余的结构简单，任意节点的故障或关闭不会对系统中某他任意节点的故障或关闭不会对系统中某他不相关的节点产生影响。不相关的节点产生影响。n n冗余方式可以有同步和异步之分冗余方式可以有同步和异步之分.2121精选课件精选课件n nLTPB采用一个采用一个限时令牌多优先级限时令牌多优先级传输协议，传输协议，网络上的节点共享一条广播式传输介质，网络上的节点共享一条广播式传输介质，当当LTPB工作时，网络上的节点根据它们的工作时，网络上的节点根据它们的物理地址、编码的大小组成逻辑环路，令物理地址、编码的大小组成逻辑环路，令牌沿逻辑环路逐节点传输。牌沿逻辑环路逐节点传输。2222精选课件精选课件1.3.5光纤分布式数据接口FFDIn nFFDI为环型拓扑结构，严格地说是反向旋转的双环结构。如图所示，网络中所有节点串接成一个环路。2323精选课件精选课件n n为了保证系统具有单点容错能力，环型网络引入了两个技术：n n节点旁路技术节点旁路技术n n反转旋转的双环结构反转旋转的双环结构2424精选课件精选课件n n节点旁路是指通过光开关将某些节点旁路是指通过光开关将某些节点旁路是指通过光开关将某些节点旁路是指通过光开关将某些节点隔离在环路之外节点隔离在环路之外节点隔离在环路之外节点隔离在环路之外。在。在。在。在机械环境中功耗和可靠性都是非常关键的因素，关闭暂时机械环境中功耗和可靠性都是非常关键的因素，关闭暂时机械环境中功耗和可靠性都是非常关键的因素，关闭暂时机械环境中功耗和可靠性都是非常关键的因素，关闭暂时不用的节点有利于降低功耗和提高系统可靠性。节点旁路不用的节点有利于降低功耗和提高系统可靠性。节点旁路不用的节点有利于降低功耗和提高系统可靠性。节点旁路不用的节点有利于降低功耗和提高系统可靠性。节点旁路是分布控制的，每个节点独立地检测故障并进行旁路，既是分布控制的，每个节点独立地检测故障并进行旁路，既是分布控制的，每个节点独立地检测故障并进行旁路，既是分布控制的，每个节点独立地检测故障并进行旁路，既可旁路故障的节点，又可旁路关闭的节点。可旁路故障的节点，又可旁路关闭的节点。可旁路故障的节点，又可旁路关闭的节点。可旁路故障的节点，又可旁路关闭的节点。n n节点的旁路带来两个问题：一是旁路开关引入了插入衰减，节点的旁路带来两个问题：一是旁路开关引入了插入衰减，节点的旁路带来两个问题：一是旁路开关引入了插入衰减，节点的旁路带来两个问题：一是旁路开关引入了插入衰减，考虑到接收器的灵敏度，一般只能连续旁路几个节点，这考虑到接收器的灵敏度，一般只能连续旁路几个节点，这考虑到接收器的灵敏度，一般只能连续旁路几个节点，这考虑到接收器的灵敏度，一般只能连续旁路几个节点，这相对于环型结构可支持的网络规模是很小的，限制了可关相对于环型结构可支持的网络规模是很小的，限制了可关相对于环型结构可支持的网络规模是很小的，限制了可关相对于环型结构可支持的网络规模是很小的，限制了可关闭的节点数目。二是旁路开关引入了高达闭的节点数目。二是旁路开关引入了高达闭的节点数目。二是旁路开关引入了高达闭的节点数目。二是旁路开关引入了高达25ms25ms的切换延的切换延的切换延的切换延时，很容易造成消息传输的超时。时，很容易造成消息传输的超时。时，很容易造成消息传输的超时。时，很容易造成消息传输的超时。2525精选课件精选课件n n反向旋转的双环结构是指同一组节点由两个环连反向旋转的双环结构是指同一组节点由两个环连反向旋转的双环结构是指同一组节点由两个环连反向旋转的双环结构是指同一组节点由两个环连接，两个环按相反的方向传输数据，主环使用顺接，两个环按相反的方向传输数据，主环使用顺接，两个环按相反的方向传输数据，主环使用顺接，两个环按相反的方向传输数据，主环使用顺时针，令牌次环使用逆时针令牌。时针，令牌次环使用逆时针令牌。时针，令牌次环使用逆时针令牌。时针，令牌次环使用逆时针令牌。n n正常情况下，次环是空闲的，当出现链路断开时，正常情况下，次环是空闲的，当出现链路断开时，正常情况下，次环是空闲的，当出现链路断开时，正常情况下，次环是空闲的，当出现链路断开时，就进行就进行就进行就进行环路重构环路重构环路重构环路重构，隔离链路故障，形成一个可工，隔离链路故障，形成一个可工，隔离链路故障，形成一个可工，隔离链路故障，形成一个可工作的新环。环路重构之后新的环路的长度将要增作的新环。环路重构之后新的环路的长度将要增作的新环。环路重构之后新的环路的长度将要增作的新环。环路重构之后新的环路的长度将要增加，对于机载环境，网络长度不大，环路长度增加，对于机载环境，网络长度不大，环路长度增加，对于机载环境，网络长度不大，环路长度增加，对于机载环境，网络长度不大，环路长度增加的影响也不大。但是紧邻链路故障的节点内部加的影响也不大。但是紧邻链路故障的节点内部加的影响也不大。但是紧邻链路故障的节点内部加的影响也不大。但是紧邻链路故障的节点内部要进行光路切换，如旁路一样要要进行光路切换，如旁路一样要要进行光路切换，如旁路一样要要进行光路切换，如旁路一样要引入切换延时引入切换延时引入切换延时引入切换延时，对系统的实时性有一定的影响。对系统的实时性有一定的影响。对系统的实时性有一定的影响。对系统的实时性有一定的影响。2626精选课件精选课件1.3.6 可变规模互连接口(SCI)n nSCI(scalable Coherent Interface)可变规模互连接口，是一种可以提供千兆位互连带宽和微秒级传输延迟的高性能系统互连技术。n nSCI基本协议包括3个层次：物理层、逻辑层和缓存一致层(可选)。2727精选课件精选课件2828精选课件精选课件n nSCI主要规定了两种互连链路标准：n n18-DE-50018-DE-500并行链路并行链路 n n1-FO-12501-FO-1250串行链路串行链路 2929精选课件精选课件1.3.7全双工交换式以太网n nAFDX 系统由航空电子系统、AFDX 终端节点和AFDX互连器等几部分组成。n n 3030精选课件精选课件n n航空电子系统：它是飞机上传统的航空电航空电子系统：它是飞机上传统的航空电子系统，像飞行控制计算机、全球定位系子系统，像飞行控制计算机、全球定位系统、疲劳监测系统等。航空电子计算机系统、疲劳监测系统等。航空电子计算机系统为航空电子系统提供了计算环境，由终统为航空电子系统提供了计算环境，由终端节点实现航空电子系统与端节点实现航空电子系统与AFDX 的连接的连接。3131精选课件精选课件n nAFDX 终端节点：为航空电子系统与终端节点：为航空电子系统与AFDX 的连接提供了的连接提供了“接口接口”，每一航空电子系统，每一航空电子系统的终端节点接口保证了与其他航空电子系的终端节点接口保证了与其他航空电子系统的安全、可靠的数据交换，该接口向各统的安全、可靠的数据交换，该接口向各种航空电子系统提供了应用程序接口种航空电子系统提供了应用程序接口(API)，保证了各设备之间通过简单的消息接口，保证了各设备之间通过简单的消息接口实现通信。实现通信。3232精选课件精选课件n nAFDX 互连器：它是一个全双工交换式以互连器：它是一个全双工交换式以太网互连装置，它包含一个网络切换开关，太网互连装置，它包含一个网络切换开关，实现以太网消息帧到达目的节点的传输切实现以太网消息帧到达目的节点的传输切换，该网络切换技术基于传统的换，该网络切换技术基于传统的ARINC-429单向消息传输、点到点和单向消息传输、点到点和MIL-STD-1553B总线技术。总线技术。3333精选课件精选课件n n由于目前广泛使用的以太网为半双工方式结构，没有中央控制计算机，从理论上讲，信息包的重复传输中的碰撞是不可避免的，而碰撞导致延迟，严重时导致信息包无法传输出去。这种情况在航空电子数据网络系统中是不可接受的，这就要求在AFDX 的实现中，摆脱系统碰撞的限制，每个信息包到达目的节点的最大时间是已知的。3434精选课件精选课件n n全双工交换式以太网的目标就是要消除碰撞，以全双工交换式以太网的目标就是要消除碰撞，以全双工交换式以太网的目标就是要消除碰撞，以全双工交换式以太网的目标就是要消除碰撞，以及消除信息包从发送者到接收者的不确定时间。及消除信息包从发送者到接收者的不确定时间。及消除信息包从发送者到接收者的不确定时间。及消除信息包从发送者到接收者的不确定时间。n n其实现方法是在网络系统中设置全双工交换机，其实现方法是在网络系统中设置全双工交换机，其实现方法是在网络系统中设置全双工交换机，其实现方法是在网络系统中设置全双工交换机，作为数据信息交换中心枢纽，每个航空电子系统、作为数据信息交换中心枢纽，每个航空电子系统、作为数据信息交换中心枢纽，每个航空电子系统、作为数据信息交换中心枢纽，每个航空电子系统、自动驾驶仪、平显等直接连接到全双工的交换机，自动驾驶仪、平显等直接连接到全双工的交换机，自动驾驶仪、平显等直接连接到全双工的交换机，自动驾驶仪、平显等直接连接到全双工的交换机，该交换机包括两个线对，一对用于发送该交换机包括两个线对，一对用于发送该交换机包括两个线对，一对用于发送该交换机包括两个线对，一对用于发送(Tx)(Tx)，一，一，一，一对用于接收对用于接收对用于接收对用于接收(Rx)(Rx)，交换机具有用于发送和接收的，交换机具有用于发送和接收的，交换机具有用于发送和接收的，交换机具有用于发送和接收的信息包的缓冲区，如图所示。信息包的缓冲区，如图所示。信息包的缓冲区，如图所示。信息包的缓冲区，如图所示。n n 3535精选课件精选课件3636精选课件精选课件n n全双工交换结构消除了在半双工以太网中可能遇全双工交换结构消除了在半双工以太网中可能遇到的碰撞。但是，到的碰撞。但是，RxRx和和TxTx缓冲区可能会溢出缓冲区可能会溢出，其，其解决方法是为航空电子系统分配大小合适的缓冲解决方法是为航空电子系统分配大小合适的缓冲区，以避免溢出；另一方面，全双工交换式以太区，以避免溢出；另一方面，全双工交换式以太网中信息包的阻塞也是不可避免的，作为代替碰网中信息包的阻塞也是不可避免的，作为代替碰撞和重发的撞和重发的交换机结构交换机结构中，还中，还可能产生抖动可能产生抖动，这，这主要是一个信息包等待另一个信息包传输的随机主要是一个信息包等待另一个信息包传输的随机延迟而引起的，这就要求系统中的抖动必须得到延迟而引起的，这就要求系统中的抖动必须得到控制，以便所有的通信是确定性的。控制，以便所有的通信是确定性的。3737精选课件精选课件1.3.8机载数据总线对比n n通过对上述机载数据总线的综合研究，从数据传输速率、单消息字节数和最大节点数几个方面对比，3838精选课件精选课件3939精选课件精选课件4040精选课件精选课件4141精选课件精选课件此课件下载可自行编辑修改，供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！