AFDX
AFDX通过采用电信标准的异步传输模式 (ATM) 概念来解决 IEEE802.3 以太网的缺陷。
AFDX 的主要方面如下:
1. 网络:多终端的不同参数通过一个配置表,这个配置表在启动时加载入交换机。
2. 全双工:物理互连媒质是双绞线,它发送和接收通道是分开的。
3. 交换网络:网络采用星形布局结构,管理方便、容易扩展,星型网络虽然需要的线缆比总线型多,但布线和连接器比总线型的要便宜。此外,星型拓扑可以通过级联的方式很方便的将网络扩展到很大的规模。每一个交换机最多能连接 24 个终端。而交换机又可以通过级联来构建更大的网络。
4. 特定性:网络通过采用虚拟链路和固定带宽,采用特定的、点对点的网络(该网络是模拟确定性,点对点网络,通过使用虚拟链路,并保证带宽。 ) 。
5. 冗余性:双网络提供了比单通设计具有更高的可靠性。
6. 性能:这个网络使用 10Mbps 或者 100Mbps。默认的模式是 100Mbps。
交换式以太网是根据提高以太网的传输效率, 尽可能的减少总线竞争这个思想开发出来的新型以太网。它采用星形布线方式,所有节点都分别连接到一个交换式集线器的端口上,交换式集线器内置一个复杂的交换阵列,任何两个端口之间都可以建立起一个传输信道,以标称传输速度、传输数据。优点是不存在总线竞争,能显著的提高系统的传输效率,缺点不易控制最大传输时延。
AFDX 总线主要包含了 End System(终端) ,Switch(交换机) ,Link(链路) 。它是基于一种网络概念而不是通常所说的总线形式,在这个网络上有交换机和终端两种设备,终端之间的数据信息交换是通过 VL(虚拟链路)进行的,VL 起到了从一个唯一的源端到一个或多个目的端逻辑上的单向链接,且任意一个虚拟链路只能有一个源端。
航空电子系统:它是飞机上传统的航空电子系统,象飞行控制计算机、全球定位系统、疲劳监测系统等。航空电子计算机系统为航空电子系统提供了计算环境,由端节点实现航空电子系统与AFDX 的连接。
AFDX 端节点:为航空电子系统与 AFDX 的连接提供了“接口”,每一航空电子系统的端节点接口保证了与其它航空电子系统安全、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(API) ,保证了各设备之间通过简单的消息接口实现通讯。
AFDX 互连器:它是一个全双工交换式以太网互联装置,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,该网络切换技术是基于传统的 ARINC 429 单向消息传输、点对点和MIL-STD-1553 总线技术。
正如图 1 所示,由两个端节点为三个航空电子系统提供了通讯接口。第三个端节点为网关应用提供接口,实际上,它是为航空电子系统与外部的 IP 网络节点提供了通讯路径,外部的 IP 网络节点可以是数据传输或采集设备。
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。
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。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、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(Tx) ,一对用于接收(Rx) ,交换机具有用于发送和接收的信息包的缓冲区。