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AFDX,航空电子全双工交换式以太网

2015/06/12

        航电全双工(AFDX)是基于以太网的网络,它具有高速、高可靠性的特点,用于飞行系统之间的数据传输。AFDX还具有其他一些优点,比如可以减少布线和线缆重量。AFDX系统由以下几部分组成:以航电计算机系统为主的主计算机环境;航电子系统(飞行控制、GPS等);连接主机和各子系统的嵌入式AFDX终端系统。

        AFDX的内部连接是全双工的可交换以太网接口,代替了传统的ARINC 429或MIL-STD-1553。最初的以太网是半双工的,多个主机与同一个通讯载体相连,没有中枢协调。在这种情况下,有可能两台主机同时发出发送数据而发生“冲突”,在半双工模式中,有大量的传输延迟是由这些冲突引起的,而这些延迟在航电数据传输中是不允许发生的。

        全双工可交换构架解决了冲突的问题,如图1所示,每个航电子系统(自动导航、智能显示等)都通过一个有两对双绞线组成的全双工耦合线直接连接到交换机上。一对双绞线负责发送(TX),另外一对负责接收(RX)。

         RX和TX缓冲按FIFO顺序储存大量的信息包。CPU的作用是将信息包从输入的RX缓冲移动到输出的TX缓冲中。CPU检测每一个收到的信息包确定其目标地址然后发送到正确的TX缓冲中。信息包通过内存总线被复制到TX缓冲中,然后按照FIFO的顺序发送到选择的航电子系统或另外的交换机。

        采用这种全双工交换架构,以太网存在的线路争用问题得到了解决,这是因为这种架构彻底消除了冲突的发生。在实际应用中,一般采用两套全冗余交换架构。理论上讲,缓冲允许溢出,但只要在最初设计时进行正确的缓冲设定,那么这种情况就不会发生。采用AFDX,信息也许不会被立即发送,但不会延迟超过设定的时间间隔,即不会超过400毫秒。

 

 

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