航空航天测试丨一款2端口10/100/1000Mbit/s AFDX/ARINC664P7板卡-ACE-FDX-3U-2

东海大仙

AFDX(Avionics Full Duplex switched Ethernet)是一种基于以太网的航空电子全双工通信制协议,主要用于航空子系统之间的数据交换。

以下是关于AFDX协议总线的一些详细解释:

  1. 发展背景:随着现代飞机上电子设备的增多,对数据传输的需求也随之增长,传统的航空总线如ARINC429、MIL-STD-1553B等由于带宽限制难以满足现代航空电子系统的高速数据传输需求。因此,需要一种新的总线技术来支持更高效的数据交换,这就是AFDX的发展背景。

  2. 技术基础:AFDX基于IEEE 802.3标准以太网技术和ARINC 664 Part 7规范,提供了一种全双工的通信方式。它结合了传统以太网的高速传输和航空电子系统所需的鲁棒性,能够保证带宽和服务质量(QoS)。

  3. 组成结构:AFDX系统网络主要由端系统(End System, ES)、AFDX交换机和虚拟链路等组成。端系统负责提供安全可靠的数据交换服务,而AFDX交换机则负责数据的路由和转发。

  4. 性能特点:AFDX的理论传输速度远高于ARINC429,速度快1000倍。它能够在很大程度上提高航空计算机网络的通信性能,同时便于航空电子系统的扩展和维护,减少系统布线,减轻飞机重量。

  5. 实现方式:在AFDX协议栈中,IP层以下的功能通常由FPGA(现场可编程门阵列)硬件实现,包括完整性检测、冗余管理、虚拟链接打包和解包以及带宽控制等。而IP层及以上的协议则由嵌入在FPGA中的PowerPC处理器处理。

  6. 应用实例:AFDX技术已经成功应用于空中客车公司的A380飞机、波音公司的B787飞机等先进机型上,展示了其在现代航空电子系统中的重要作用。

       在实际使用中,国内做AFDX相关产品的厂家也比较多,比如成都恩菲特、西安凯瑞测控,神州飞航等,但是功能上总是不尽人意,今天给大家推荐一款功能比较强大的AFDX板卡,其数据总线类型也比较丰富,支持PCIE,PXIE,USB、XMC等,下面以PXIE数据纵贯线的板卡介绍一下板卡参数,其余板卡可在官方网站查询:

板卡型号:ACE-FDX-3U-2

2端口10/100/1000Mbit/s AFDX/ARINC664P7 

测试、模拟器和监控模块,用于CPCIe/PXIe;

板卡为AIM公司研制和生产;

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概述

一般特征

  • ACE-FDX-3U-2是AIM的高性能CPCIe/PXIe模块,为AFDX®/ARINC664P7(航空电子全双工交换以太网)和标准以太网网络提供全功能测试、仿真、监控和分析功能。支持 Airbus 和 Boeing 特定于 ARINC664P7 的实现。

  • 2 个全双工端口,可编程为 10/100/1000 Mbit/s

  • 端口可以在 AFDX®/ARINC664P7 流量模拟器或接收器/监控模式下并发运行,并支持与端口相关的帧统计信息

  • 在传输和接收中支持基于虚拟链路 (VL) 和基于以太网帧的模式

  • 支持发送和接收中的 AFDX®/ARINC664P7 冗余

  • TAP模式:分析2个连接的网络设备之间的网络流量(内联)

  • 分辨率为 100ns 的以太网帧时间戳,如果应用,则与外部 IRIG-B 时间码同步

  • 独特的板载处理能力、内存资源、定制的 AFDX® MAC 和 IRIG-B 时间码解码器/生成器,适用于全面的 AFDX®/ARINC664P7 测试和仿真应用,包括用于生成“不合格”场景的各种错误注入功能

  • 支持硬件接口层的 Boeing ARINC664P7 EDE 扩展

  • 基于帧的模式,用于处理标准 IEEE802.3 以太网 MAC 帧,在传输中具有精确的定时和错误注入,在接收中具有硬件时间戳和错误检测功能,适用于基于标准以太网的应用

通用核心硬件设计

ACE-FDX-3U-2 模块使用AIM的“Common Core”硬件设计利用 SoC 技术支持 AFDX®/ARINC664P7 特定模式,用于冗余处理、通过虚拟链路进行流量整形。板载 IP 和 UDP 协议栈实现。AIM实施的媒体访问控制器(MAC)支持在各种操作模式下完全控制以太网帧数据和定时,以支持板载处理功能,例如AFDX® / ARINC664P7终端系统和交换机设备跨所有层的互操作性测试。

板载处理 – IRIG-B 时间同步

使用基于 SoC 的板载处理器进行 AFDX®/ARINC664P7 IP/UDP 协议处理和大内存,可在与主机 PC 的最少交互下实现自主操作,适用于各种测试和仿真应用。采样和排队端口服务在板载上处理,以支持 AFDX®/ARINC664P7 通信和 SAP 端口,用于终端系统模拟和数据加载应用。板载 IRIG-B 时间编码器/解码器具有正弦输出和续流模式,可在系统级实现时间标签同步。

电路板软件包 – 可选分析仪软件/数据加载软件

全功能驱动程序软件随 ACE-FDX-3U-2 卡一起提供,包含在适用于不同操作系统的综合板级软件包 (BSP) 中。 可选的™ PBA.pro 数据总线测试和分析工具(适用于 Windows 和 Linux)也可以购买用于 ACE-FDX-3U-2 模块。对于基于ARINC615A的数据加载应用程序,EasyLoad-615A型应用软件与ACE-FDX-3U-2模块兼容

技术规格

AFDX®/ARINC664P7 CPCIe/PXIe 测试和仿真模块,具有 2 个全双工端口,可编程为 10/100/1000 Mbit/s ARINC664P7。

  • AFDX®/ARINC664P7终端系统、交换机和网络 的测试、验证和仿真

  • 支持单个或冗余 AFDX®/ARINC664P7 操作

  • 在硬件接口层支持 Boeing ARINC664 EDE 扩展

  • 接收模式:按时间顺序监控和记录(100% 线速)以及 UDP 端口/VL 定向接收

  • 传输模式:通用传输操作、物理回放和结束系统模拟模式

  • TAP模式:分析2个连接的网络设备之间的网络流量(内联)

  • 物理错误注入/检测

  • 提供网络延迟测量和分析

  • IRIG-B 时间编码器/解码器

  • PXI 触发 和 PXI 系统 时钟 功能

  • 提供通用 Tx/Rx 功能仅版本

  • 适用于 Linux 和 Windows 的驱动程序 (包括 LabView VI);

其他总线的板卡型号

序号总线类型型号规格
1AFDX/ARINC664P7 PCIeAPE-FDX-2
2AFDX/ARINC664P7 PMCAMCX-FDX-2,需要搭配载板使用
3AFDX/ARINC664P7 XMCAXC-FDX-2,需要搭配载板使用
4AFDX/ARINC664P7 PXIeACE-FDX-3U-2
5AFDX/ARINC664P7 USBASC-FDX-2

官网及资料查询

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