基于AFDX總線的端系統測試技術

摘要：AFDX總線技術是目前航空機載設備交換式網絡的代表，也是近年來大型飛機航空機載設備首選的總線通信網絡。為了實現某設備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端系統測試功能，并給出了該技術在AFDX端系統上的測試結果。
關鍵詞：AFDX；端系統；測試技術；VC++6．0

AFDX全稱為航空電子全雙工交換式以太網(Avionics Full Duplex Switched Ethernet)，它是為在航空電子系統之間進行數據交換而定義的一種協議標準，是基于ARINC 429和1553B基礎之上的一種總線通信協議規范(ARINC664 Part7)。隨著大飛機項目引入國內，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的測試技術，但僅限于物理層和網絡層，如何實現機載設備的功能和性能測試成為國內目前AFDX研究的主要領域。

1 AFDX主要特點
現代電子技術和信息技術的發展，對飛機的機載數據總線技術提出了更高的要求。AFDX網絡通過對傳統的以太網技術進行改進，憑著其可虛鏈路技術，雙冗余管理，通信網絡延遲的可確定性等優越的網絡通信性能，已成為新一代航空電子系統數據傳輸網絡。AFDX網絡源于以交換機為核心的交換式以太網，它與典型的以太網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，AFDX終端一定需要通過一個VL進行數據幀的交換，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，即從一個源端系統到一個或多個目的端系統。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的數據傳輸在有效的帶寬內相互不影響，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，從通信協議上控制了數據流，即通過限制每個虛鏈路上AFDX數據幀的傳輸速率和每個AFDX數據幀的大小。
1．2 冗余容錯技術
一個典型的AFDX端系統之間，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總線的數據傳輸途徑，如圖2所示，每幀數據都會從源ES終端同時通過兩路物理路徑傳輸到目的ES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據幀后，后面相同順序號的幀就會被丟棄。