AFDX網絡交換機芯片的設計與驗證.pdf

1、近些年來，航空工業(yè)高速發(fā)展，航空電子系統(tǒng)間信息的交互和共享越來越頻繁，傳統(tǒng)的航空數(shù)據(jù)總線已經不能滿足需求，迫切需要一種傳輸速度快、具有實時性和高可靠性的數(shù)據(jù)通信網絡。ARINC664規(guī)范在商用以太網的基礎上，經過實時性和可靠性的改進，定義了新一代機載數(shù)據(jù)通信網絡標準，其第七部分提供了航空專用的全雙工、確定性網絡 AFDX解決方案。
　　本文結合科研項目“航空全雙工以太網交換機開發(fā)”，設計出一款能夠滿足ARINC664規(guī)范第七部分“

2、Aircraft Data Network Part7 Avionics Full Duplex Switched Ethernet Network”定義的AFDX交換機芯片，支持24個100Mb/s的以太網物理端口實現(xiàn)全雙工、無阻塞的數(shù)據(jù)分組交換。
　　本文首先概括介紹了航空電子系統(tǒng)的發(fā)展歷程，分析了幾種現(xiàn)役的通用航空總線，闡述了AFDX誕生的背景、特點和優(yōu)勢；其次闡述了AFDX網絡技術，包括 AFDX網絡的架構、實時性改進、幀

3、結構等，還概括介紹了端系統(tǒng)和交換機的特點；然后詳細闡述了交換機芯片的邏輯設計和實現(xiàn)，包括 AFDX交換機的設計需求、系統(tǒng)結構以及工作原理，介紹了部分關鍵模塊的設計，包括主機接口模塊、以太網 MAC模塊、交換調度模塊和交換端口模塊的模塊特征、功能描述以及接口時序。最后描述了交換機的驗證和測試的情況，包括系統(tǒng)級驗證和硬件建模，重點介紹了虛擬驗證平臺的搭建、驗證流程以及仿真結果，驗證了交換機系統(tǒng)設計的正確性，可以滿足 ARINC664規(guī)范第七