基于miniVPX构架的千兆网AFDX端系统板卡的制作方法

涉及航空总线信号通信。

背景技术：

1、随着总线技术的发展，体积小、可靠性高的小型化系统平台不断更新换代，被广泛应用于电子系统中。minivpx从小型化、模块化以及多板协同处理的方向出发，依据vita73规范，单槽模块规格为77mm×110mm×11.5mm，基于vpx电气标准，支持通过背板模块进行多板高速互联通信，且高速串行总线互联带宽高达25gbps，满足航空电子设备间高速率互联的要求；arinc 664总线作为一种航空电子总线标准，能够构建高速率、高可靠性的afdx(航空电子全双工交互式以太网avionics full duplex switched ethernet)网络，满足日益增长的航空电子系统间数据通信的需求。故设计一种基于minivpx的千兆网afdx端系统满足当前飞行器的发展需求，实现机载设备的小型化以及系统间的高效数据通信。

2、国外对航空电子全双工交互式以太网afdx网络的研制较为成熟，本设计对标追赶国外的afdx端系统设备，推进国内afdx端系统的产品提高，具有发送、接收、配置端口、板卡状态输出端口，能够实现afdx协议栈技术，进行数据收发、数据处理、工作状态配置和健康管理等功能，通信速率能够实现10/100/1000mbps，支持pcie接口。基于minivpx构架的afdx端系统，具有模块化的特点，电路集成度高，可以有效节省系统的空间，可以紧凑地实现afdx网络拓扑。因此基于minivpx的afdx端系统能够在航空电子系统中，灵活高效地实现系统间通信，故研究基于minivpx的afdx端系统具有重要意义。

3、然而，现有技术中，并未有文献公开基于minivpx的千兆网afdx端系统的控制方法和相应硬件。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的，并未有文献公开基于minivpx的千兆网afdx端系统的控制方法和相应硬件的技术空白，本发明提供的技术方案为：

2、afdx端系统板卡的控制模块，所述模块包括：

3、用于建立发送表、建立网络通路和规则过滤表的数据链路层配置模块；

4、用于缓存来自航空电子子系统的端口信息并封装的发送功能模块；

5、用于缓存来自afdx网络的数据帧，进行预处理的接收功能模块；

6、用于与上位机通信的pcie数据传输模块。

7、进一步，提供一个优选实施方式，通过配置发送表，按照发送表中端口与ip地址的对应关系，将数据封装成以太网帧，建立所述网络通路。

8、进一步，提供一个优选实施方式，所述发送功能模块对所述端口信息进行网络协议的封装，并对各虚拟链路的数据帧进行流量整形。

9、进一步，提供一个优选实施方式，所述预处理包括完整性检查、规则过滤和冗余管理，所述接收功能模块还用于将有效数据帧发送到上位机。

10、进一步，提供一个优选实施方式，所述pcie数据传输模块用于接收上位机发来的afdx数据以及端系统的配置信息，并将端系统接收到的数据发送到上位机。

11、基于同一发明构思，本发明还提供了afdx端系统板卡的控制方法，所述方法包括：

12、建立发送表、建立网络通路和规则过滤表的数据链路层配置的步骤；

13、缓存来自航空电子子系统的端口信息并封装的发送功能的步骤；

14、缓存来自afdx网络的数据帧，进行预处理的接收功能的步骤；

15、与上位机通信的pcie数据传输的步骤。

16、基于同一发明构思，本发明还提供了基于minivpx构架的千兆网afdx端系统板卡，所述板卡包括：

17、用于作为所述板卡的核心的，所述的afdx端系统板卡的控制模块；

18、用于提供与主控机的pcle数据交互、时间同步和功能配置的minivpx接口模块；

19、用于实现afdx端系统板卡中的物理层，负责数据的传输和接收的以太网物理层模块；

20、用于缓存来自主控机的发送数据以及从afdx网络中接收到的数据的ddr缓存模块。

21、基于同一发明构思，本发明还提供了所述的基于minivpx构架的千兆网afdx端系统板卡数据发送方法，所述方法包括：

22、采集用户配置的步骤；

23、根据所述用户配置，对待发送数据封装为以太网帧的步骤；

24、对所述以太网帧中数据进行流量整形和虚拟链路调度的步骤。

25、基于同一发明构思，本发明还提供了计算机储存介质，用于储存计算机程序，当所述计算机程序被计算机读取时，所述计算机执行所述的控制方法。

26、基于同一发明构思，本发明还提供了计算机，包括处理器和储存介质，当所述处理器读取所述储存介质中储存的计算机程序时，所述计算执行所述的控制方法。

27、与现有技术相比，本发明提供的技术方案的有益之处在于：

28、本发明提供的基于minivpx构架的千兆网afdx端系统板卡，通过采用minivpx构架，可以实现小型化、模块化以及多板协同处理的功能，提高系统的灵活性和可扩展性。

29、本发明提供的基于minivpx构架的千兆网afdx端系统板卡，能够实现1000mbps或100mbps的通信速率，满足航空电子设备间高速率互联的要求。

30、本发明提供的基于minivpx构架的千兆网afdx端系统板卡，数据链路层配置模块、发送功能模块、接收功能模块等功能模块都可以根据需求进行配置，可以灵活地激活或关闭某些功能，提高系统的适应性和可定制性。

31、本发明提供的基于minivpx构架的千兆网afdx端系统板卡，接收功能模块可以对接收到的数据进行完整性检查、接收冗余管理和ede校验码剪切等处理，提高接收数据的正确率。发送功能模块可以对要发送的数据进行流量整形、虚拟链路调度和发送冗余管理等处理，保证数据的可靠传输。

32、本发明提供的基于minivpx构架的千兆网afdx端系统板卡，通过与主控机的时间同步，可以保证主控机处理数据的实时性和准确性。同时，对接收到的数据添加时间戳，可以记录数据的接收时间，方便后续数据处理和分析。

33、本发明提供的基于minivpx构架的千兆网afdx端系统板卡，通过传感器芯片对板卡温度和电压进行监测，可以及时发现和处理板卡的异常情况，提高系统的稳定性和可靠性。

34、本发明提供的基于minivpx构架的千兆网afdx端系统板卡，可以应用于航空电子系统中，用于实现机载设备的小型化以及系统间的高效数据通信。

技术特征：

1.afdx端系统板卡的控制模块，其特征在于，所述模块包括：

2.根据权利要求1所述的afdx端系统板卡的控制模块，其特征在于，通过配置发送表，按照发送表中端口与ip地址的对应关系，将数据封装成以太网帧，建立所述网络通路。

3.根据权利要求1所述的afdx端系统板卡的控制模块，其特征在于，所述发送功能模块对所述端口信息进行网络协议的封装，并对各虚拟链路的数据帧进行流量整形。

4.根据权利要求1所述的afdx端系统板卡的控制模块，其特征在于，所述预处理包括完整性检查、规则过滤和冗余管理，所述接收功能模块还用于将有效数据帧发送到上位机。

5.根据权利要求1所述的afdx端系统板卡的控制模块，其特征在于，所述pcie数据传输模块用于接收上位机发来的afdx数据以及端系统的配置信息，并将端系统接收到的数据发送到上位机。

6.afdx端系统板卡的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

7.基于minivpx构架的千兆网afdx端系统板卡，其特征在于，所述板卡包括：

8.权利要求7所述的基于minivpx构架的千兆网afdx端系统板卡数据发送方法，其特征在于，所述方法包括：

9.计算机储存介质，用于储存计算机程序，其特征在于，当所述计算机程序被计算机读取时，所述计算机执行权利要求6所述的控制方法。

10.计算机，包括处理器和储存介质，其特征在于，当所述处理器读取所述储存介质中储存的计算机程序时，所述计算执行权利要求6所述的控制方法。

技术总结基于miniVPX构架的千兆网AFDX端系统板卡，涉及航空总线信号通信技术领域。为解决现有技术中存在的，并未有文献公开基于miniVPX的千兆网AFDX端系统的控制方法和相应硬件的技术空白，本发明提供的技术方案为：AFDX端系统板卡的控制模块，所述模块包括：用于建立发送表、建立网络通路和规则过滤表的数据链路层配置模块；用于缓存来自航空电子子系统的端口信息并封装的发送功能模块；用于缓存来自AFDX网络的数据帧，进行预处理的接收功能模块；用于与上位机通信的PCIe数据传输模块。以及以上述模块作为控制单元的基于miniVPX构架的千兆网AFDX端系统板卡。可以应用于航空电子系统中，用于实现机载设备的小型化以及系统间的高效数据通信。技术研发人员：乔立岩,刘旭东,卢李,冯灿,魏德宝,刘旺,陈少阳,王加熙受保护的技术使用者：中国商用飞机有限责任公司民用飞机试飞中心技术研发日：技术公布日：2024/9/9