[發明專利]兼容標準AFDX網絡的精簡網絡系統

有效

• 申請號: 202010877851.X
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN112073230B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 羅澤雄;丁勇飛;趙平均;孟軍;張巍;湯雪乾;孔韻雯;袁鑫
• 申請（專利權）人: 中國航空無線電電子研究所
• 主分類號: H04L41/08
• 分類號: H04L41/08;H04L41/0894
• 代理公司: 上海和躍知識產權代理事務所(普通合伙) 31239
• 代理人: 楊慧

本發明公開了一種兼容標準AFDX網絡的精簡網絡系統，包含交換機和端設備，交換機在與端設備連接的交換端口上，設計單幀緩存用于接收數據幀；在與標準AFDX交換機連接的交換端口上，按轉發到該交換端口源設備個數以及評估最壞情況數據幀并發輸入下的幀數來設計用于接收數據幀的幀緩存深度；各交換端口接收到數據幀先通過鏈路層幀完整性和符合性規則進行校驗，然后對數據幀執行警管處理機制，通過警管的數據幀保存在接收到該數據幀的交換端口的緩存中；緩存在交換端口上的數據幀按照周期性的輪詢順序進行調度轉發。本發明充分滿足飛機電子系統中各功能域內部的數據通信特性，各功能域之間采用統一協議體制進行傳輸，簡化系統架構設計。

技術領域

本發明屬于航空電子系統中的機載總線通信技術領域，涉及一種兼容標準AFDX網絡的精簡網絡系統，滿足任務相對單一、追求任務執行的實時性、高效性、安全性和可靠性的網絡的需求。

背景技術

由于飛機電子系統中(航電、機電、飛控)各功能域內部的數據通信特性不同，航電領域內任務種類繁多、任務執行周期顆粒度大、任務產生數據量較大、流量負載大，而機電和飛控領域內任務相對單一、追求任務執行的實時性高效性、安全性和可靠性。各功能域內部采用不同的通信架構和通信協議進行傳輸，如RS422、232、A429、825、717、ARINC825、1553B、TTP、1394、AFDX等，通信種類多樣導致連接器種類多樣、連線復雜、線纜重量大和成本高、互聯互通設計復雜度高，電磁環境復雜。為了解決上述問題，通過采用統一協議體制在充分滿足當前航電、機電、飛控等各功能域內部的數據通信需求基礎上，實現各系統進一步綜合需求以及無縫互聯，簡化系統架構設計。

面向航電、機電、飛控的綜合化設計采用標準AFDX與兼容標準AFDX網絡的精簡網絡系統組合的分層架構，設計兼容標準AFDX網絡的網絡系統調度和幀轉發方法，實現各設備間的通信，同時提供端口可以級聯到實現航電系統通信的標準AFDX網絡中，實現跨功能域的統一協議設計。

發明內容

本發明的發明目的在于提供一種兼容標準AFDX網絡的精簡網絡系統，該精簡網絡系統面向航空高確定性、低成本、高安全性的控制領域，提供雙或者三余度通信機制，由精簡網絡系統完成機電和飛控領域的業務，且可以與標準AFDX網絡通信系統互通，充分滿足飛機電子系統中(航電、機電、飛控)各功能域內部的數據通信特性、各功能域之間采用統一協議體制進行傳輸，實現各系統綜合需求的無縫互聯，簡化系統架構設計。

本發明的發明目的通過以下技術方案實現：

一種兼容標準AFDX網絡的精簡網絡系統，包含交換機和端設備；

交換機在與端設備連接的交換端口上，設計單幀緩存用于接收數據幀；在與標準AFDX交換機連接的交換端口上，按轉發到該交換端口源設備個數以及評估最壞情況數據幀并發輸入下的幀數來設計用于接收數據幀的幀緩存深度；各交換端口接收到數據幀先通過鏈路層幀完整性和符合性規則進行校驗，然后對數據幀執行警管處理機制，通過警管的數據幀保存在接收到該數據幀的交換端口的緩存中；緩存在交換端口上的數據幀按照周期性的輪詢順序進行調度轉發，每次周期輪詢將從規定的交換端口開始，按照規定的順序依次遍歷完所有的交換端口，每次周期輪詢只從某一交換端口最多調度一幀向交換機其他交換端口全部分發一份，其它交換端口轉發輸出。

進一步，交換機在與下一級交換機連接的交換端口上，在數據幀轉發過程中，對數據幀中的虛通道ID參數進行判斷，若屬于下一級交換機的則進行轉發，否則過濾該數據幀。

進一步，端設備數據發送過程如下：

步驟A1、對應用數據發送長度進行預先約束，將超出最大幀長的應用數據在應用層進行分片或者將超長的用戶應用數據進行丟棄并記錄反饋給應用；

步驟A2、查詢傳輸層COM端口對應的UDP/IP信息以及虛通道信息，將用戶應用數據開始組包成標準的MAC報文，進入對應COM端口獨立唯一映射的虛通道緩存；