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AFDX 4
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appgram 139
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＿VLcblk 141
13.4.6 虚电路接收控制块Rx＿VLcblk 143
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