本書針對新一代先進航空電子網路技術航空全雙工交換乙太網AFDX的網路數據傳輸性能評價與調度機制展開研究。
基本介紹
- 書名：航電網路系統性能評價模型與方法
- 作者：陳昕,萬劍雄
- ISBN：9787121273209
- 出版社：電子工業出版社
- 出版時間：2015-10-01
圖書內容,目 錄,
圖書內容
航空電子系統的綜合先進水平是飛機性能的關鍵之一，綜合航空電子系統的實現主要取決於更通用的網路數據傳輸機制，並要求數據匯流排網路具有高吞吐率、高實時性和高可靠性等特性。基於此，本書針對新一代先進航空電子網路技術航空全雙工交換乙太網AFDX的網路數據傳輸性能評價與調度機制展開研究。
首先，本書概要介紹了本書內容所依託的研究課題背景以及國內外研究現狀，詳細介紹了主流的典型航空電子網路協定及其關鍵技術；
其次，介紹了確定性網路演算和系統確定性相關理論，詳細介紹了針對AFDX實時性保證的AVLSP調度算法及其性能評價方法；
再次，介紹了實時系統建模和時間自動機理論，以及UPPAAL驗證技術，詳細介紹了AFDX可靠性保證的ESKM算法及其評價方法；
最後，詳細介紹了AFDX的系統軟體仿真與硬體實現，以及在可靠性和實時性等性能指標綜合數值分析評價的情況，以期探索構建航電網路系統性能評價通用模型與方法。
目 錄
第一篇 航空電子網路及AFDX概述
第1章 概述 2
1.1 課題背景 2
1.2 國內外研究現狀 2
1.2.1 航空電子網路 2
1.2.2 航空全雙工交換式乙太網AFDX 4
1.3 研究內容 6
參考文獻 6
第2章 MIL-STD-1553協定及其關鍵技術 11
2.1 1553系統組成 11
2.1.1 傳輸媒介 11
2.1.2 遠程終端 12
2.1.3 匯流排控制器 14
2.1.4 匯流排監控器 14
2.2 1553協定體系結構 15
2.2.1 字結構 15
2.2.2 訊息結構 17
2.3 1553關鍵技術 19
參考文獻 21
第3章 ARINC 429協定及其關鍵技術 22
3.1 ARINC 429系統組成 22
3.2 ARINC 429協定體系結構 23
3.3 ARINC 429關鍵技術 25
3.3.1 編址 25
3.3.2 信息編號 25
3.3.3 數據類型 25
3.4 ARINC 429套用實例 27
參考文獻 28
第4章 SCI協定及其關鍵技術 30
4.1 SCI系統組成 30
4.2 SCI協定體系結構 31
4.2.1 SCI協定棧 31
4.2.2 SCI報文結構 35
4.3 SCI關鍵技術 37
4.3.1 流量控制技術 37
4.3.2 頻寬復用技術 40
4.3.3 網路接口技術 42
4.3.4 路由器技術 42
4.4 SCI套用實例 43
參考文獻 44
第5章 FC協定及其關鍵技術 45
5.1 FC系統組成 45
5.2 FC協定體系結構 46
5.2.1 FC協定棧 46
5.2.2 FC報文結構 48
5.2.3 FC拓撲結構 48
5.3 FC關鍵技術 50
5.3.1 流量控制 50
5.3.2 服務類 50
5.3.3 連線埠 52
5.4 FC協定套用實例 53
參考文獻 54
第6章 CAN協定及其關鍵技術 55
6.1 CAN系統組成 55
6.2 CAN協定體系結構 56
6.2.1 CAN協定棧 56
6.2.2 CAN報文結構 57
6.3 CAN關鍵技術 58
6.3.1 仲裁 58
6.3.2 報文類型 58
6.3.3 幀間間隔 60
6.3.4 錯誤檢測和故障隔離 60
6.3.5 比特填充 61
6.3.6 安全 61
6.3.7 開發工具 61
6.4 CAN協定套用實例 61
參考文獻 62
第7章 TTE協定及其關鍵技術 63
7.1 TTE系統組成 63
7.1.1 端系統 63
7.1.2 TTE交換機 65
7.2 TTE協定體系結構 67
7.2.1 TTE協定棧 67
7.2.2 TTE報文結構 68
7.2.3 TTE網路拓撲結構 69
7.3 TTE關鍵技術 71
7.3.1 網路時鐘同步控制策略 71
7.3.2 網路調度機制 73
7.3.3 網路冗餘容錯控制機制 75
7.4 TTE協定套用實例 76
參考文獻 77
第8章 AFDX協定及其關鍵技術 78
8.1 AFDX系統組成 78
8.2 AFDX協定體系結構 79
8.2.1 AFDX協定棧 79
8.2.2 AFDX報文結構 80
8.3 AFDX關鍵技術 82
8.3.1 端系統與航空電子子系統 82
8.3.2 AFDX連線埠 82
8.3.3 AFDX中的路由 83
8.3.4 AFDX虛電路機制與數據傳輸實時性 83
8.3.5 AFDX 冗餘管理機制與數據傳輸可靠性 84
參考文獻 86
第二篇 AFDX實時性研究
第9章 AFDX確定性理論基礎 88
9.1 AFDX網路模型 88
9.2 AFDX模型分析工具——最小加代數 89
9.2.1 最小加代數系統 89
9.2.2 最小加代數運算 92
9.3 AFDX流量整形 95
參考文獻 95
第10章 AFDX系統確定性研究 96
10.1 典型AFDX系統確定性研究 96
10.2 ASIA系統集成算法 99
10.3 AVLSP調度算法及其性能研究 100
10.3.1 AVLSP調度算法 100
10.3.2 AVLSP調度算法性能研究 101
10.3.3 AVLSP算法設計與實現 103
參考文獻 104
第三篇 AFDX可靠性研究
第11章 實時系統建模理論基礎 106
11.1 實時系統建模理論研究 106
11.1.1 實時系統建模理論背景 106
11.1.2 實時系統模型驗證方法 106
11.2 時間自動機理論研究 107
11.2.1 時間自動機理論 107
11.2.2 時間語言 108
11.2.3 時鐘約束和時鐘解釋 108
11.2.4 時間自動機的定義、語法和語義 109
11.3 UPPAAL驗證技術 110
參考文獻 112
第12章 AFDX冗餘處理算法及其建模分析 113
12.1 冗餘幀到達最大時間間隔SkewMax取值分析 113
12.2 AFDX冗餘處理算法評價指標 116
12.3 冗餘處理算法研究 117
12.3.1 ARINC 664冗餘處理算法 117
12.3.2 邏輯序號冗餘處理算法 119
12.3.3 佇列緩衝冗餘處理算法 126
12.4 ESKM算法設計與實現 128
12.4.1 ESKM算法分析 128
12.4.2 基於ESKM算法的冗餘管理系統建模分析 130
12.4.3 仿真結果評估 132
參考文獻 134
第四篇 AFDX仿真系統實現
第13章 AFDX仿真系統總體設計 136
13.1 基於軟體實現的AFDX協定棧 136
13.2 AFDX協定實現架構 136
13.2.1 多任務模式實現方案 137
13.2.2 單任務模式實現方案 137
13.3 整體設計 138
13.4 數據結構設計 139
13.4.1 應用程式數據報appgram 139
13.4.2 IC數據報 140
13.4.3 MAC地址與本地VL描述符映射表 140
13.4.4 各層協定數據單元 140
13.4.5 虛電路傳送控制塊Tx_VLcblk 141
13.4.6 虛電路接收控制塊Rx_VLcblk 143
參考文獻 145
第14章 AFDX調度系統的設計與實現 146
14.1 AFDX調度系統功能分析 146
14.2 AFDX調度系統詳細設計 147
14.2.1 從匯流排取得數據 147
14.2.2 成幀入隊 147
14.2.3 流量整形/虛電路調度 148
14.2.4 傳輸冗餘控制 148
14.3 乙太網卡驅動程式設計 148
14.4 AFDX調度系統的評價 152
參考文獻 154
第15章 AFDX冗餘管理系統的設計與實現 155
15.1 AFDX協定仿真系統冗餘管理系統功能分析 155
15.2 AFDX冗餘管理系統的詳細設計 156
15.2.1 AFDX接收端算法設計 156
15.2.2 組播地址檢驗 157
15.2.3 完整性檢驗（IC） 158
15.2.4 冗餘管理（RM） 158
15.2.5 接收端協定處理 159
15.3 AFDX冗餘管理系統仿真評估 161
參考文獻 162
