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第一篇 航空电子网络及AFDX概述2

第1章 概述2

1.1 课题背景2

1.2 国内外研究现状2

1.2.1 航空电子网络2

1.2.2 航空全双工交换式以太网AFDX4

1.3 研究内容6

参考文献6

第2章 MIL-STD-1553协议及其关键技术11

2.1 1553系统组成11

2.1.1 传输媒介11

2.1.2 远程终端12

2.1.3 总线控制器14

2.1.4 总线监控器14

2.2 1553协议体系结构15

2.2.1 字结构15

2.2.2 消息结构17

2.3 1553关键技术19

参考文献21

第3章 ARINC 429协议及其关键技术22

3.1 ARINC 429系统组成22

3.2 ARINC 429协议体系结构23

3.3 ARINC 429关键技术25

3.3.1 编址25

3.3.2 信息编号25

3.3.3 数据类型25

3.4 ARINC 429应用实例27

参考文献28

第4章 SCI协议及其关键技术30

4.1 SCI系统组成30

4.2 SCI协议体系结构31

4.2.1 SCI协议栈31

4.2.2 SCI报文结构35

4.3 SCI关键技术37

4.3.1 流量控制技术37

4.3.2 带宽复用技术40

4.3.3 网络接口技术42

4.3.4 路由器技术42

4.4 SCI应用实例43

参考文献44

第5章 FC协议及其关键技术45

5.1 FC系统组成45

5.2 FC协议体系结构46

5.2.1 FC协议栈46

5.2.2 FC报文结构48

5.2.3 FC拓扑结构48

5.3 FC关键技术50

5.3.1 流量控制50

5.3.2 服务类50

5.3.3 端口52

5.4 FC协议应用实例53

参考文献54

第6章 CAN协议及其关键技术55

6.1 CAN系统组成55

6.2 CAN协议体系结构56

6.2.1 CAN协议栈56

6.2.2 CAN报文结构57

6.3 CAN关键技术58

6.3.1 仲裁58

6.3.2 报文类型58

6.3.3 帧间间隔60

6.3.4 错误检测和故障隔离60

6.3.5 比特填充61

6.3.6 安全61

6.3.7 开发工具61

6.4 CAN协议应用实例61

参考文献62

第7章 TTE协议及其关键技术63

7.1 TTE系统组成63

7.1.1 端系统63

7.1.2 TTE交换机65

7.2 TTE协议体系结构67

7.2.1 TTE协议栈67

7.2.2 TTE报文结构68

7.2.3 TTE网络拓扑结构69

7.3 TTE关键技术71

7.3.1 网络时钟同步控制策略71

7.3.2 网络调度机制73

7.3.3 网络冗余容错控制机制75

7.4 TTE协议应用实例76

参考文献77

第8章 AFDX协议及其关键技术78

8.1 AFDX系统组成78

8.2 AFDX协议体系结构79

8.2.1 AFDX协议栈79

8.2.2 AFDX报文结构80

8.3 AFDX关键技术82

8.3.1 端系统与航空电子子系统82

8.3.2 AFDX端口82

8.3.3 AFDX中的路由83

8.3.4 AFDX虚电路机制与数据传输实时性83

8.3.5 AFDX冗余管理机制与数据传输可靠性84

参考文献86

第二篇 AFDX实时性研究88

第9章 AFDX确定性理论基础88

9.1 AFDX网络模型88

9.2 AFDX模型分析工具——最小加代数89

9.2.1 最小加代数系统89

9.2.2 最小加代数运算92

9.3 AFDX流量整形95

参考文献95

第10章 AFDX系统确定性研究96

10.1 典型AFDX系统确定性研究96

10.2 ASIA系统集成算法99

10.3 AVLSP调度算法及其性能研究100

10.3.1 AVLSP调度算法100

10.3.2 AVLSP调度算法性能研究101

10.3.3 AVLSP算法设计与实现103

参考文献104

第三篇 AFDX可靠性研究106

第11章 实时系统建模理论基础106

11.1 实时系统建模理论研究106

11.1.1 实时系统建模理论背景106

11.1.2 实时系统模型验证方法106

11.2 时间自动机理论研究107

11.2.1 时间自动机理论107

11.2.2 时间语言108

11.2.3 时钟约束和时钟解释108

11.2.4 时间自动机的定义、语法和语义109

11.3 UPPAAL验证技术110

参考文献112

第12章 AFDX冗余处理算法及其建模分析113

12.1 冗余帧到达最大时间间隔SkewMax取值分析113

12.2 AFDX冗余处理算法评价指标116

12.3 冗余处理算法研究117

12.3.1 ARINC 664冗余处理算法117

12.3.2 逻辑序号冗余处理算法119

12.3.3 队列缓冲冗余处理算法126

12.4 ESKM算法设计与实现128

12.4.1 ESKM算法分析128

12.4.2 基于ESKM算法的冗余管理系统建模分析130

12.4.3 仿真结果评估132

参考文献134

第四篇 AFDX仿真系统实现136

第13章 AFDX仿真系统总体设计136

13.1 基于软件实现的AFDX协议栈136

13.2 AFDX协议实现架构136

13.2.1 多任务模式实现方案137

13.2.2 单任务模式实现方案137

13.3 整体设计138

13.4 数据结构设计139

13.4.1 应用程序数据报appgram139

13.4.2 IC数据报140

13.4.3 MAC地址与本地VL描述符映射表140

13.4.4 各层协议数据单元140

13.4.5 虚电路发送控制块Tx＿VLcblk141

13.4.6 虚电路接收控制块Rx＿VLcblk143

参考文献145

第14章 AFDX调度系统的设计与实现146

14.1 AFDX调度系统功能分析146

14.2 AFDX调度系统详细设计147

14.2.1 从总线取得数据147

14.2.2 成帧入队147

14.2.3 流量整形/虚电路调度148

14.2.4 传输冗余控制148

14.3 以太网卡驱动程序设计148

14.4 AFDX调度系统的评价152

参考文献154

第15章 AFDX冗余管理系统的设计与实现155

15.1 AFDX协议仿真系统冗余管理系统功能分析155

15.2 AFDX冗余管理系统的详细设计156

15.2.1 AFDX接收端算法设计156

15.2.2 组播地址检验157

15.2.3 完整性检验（IC）158

15.2.4 冗余管理（RM）158

15.2.5 接收端协议处理159

15.3 AFDX冗余管理系统仿真评估161

参考文献162