论文部分内容阅读
近年来,航空电子网络得到了迅猛发展,在航空航天领域其地位变得越来越重要。时间触发网络在物理链路中可以避开数据帧竞争的情况,为网络中提供强实时性。而航电网络对实时性和可靠性要求较高,将时间触发网络引入到航电网络是一种发展趋势。基于光纤通道的FC-AE技术已经在航电网络中得到应用。一方面,现有的航电网络拓扑复杂,网络类型众多,既有基于光纤通道的FC-AE网络,还有以太网络。另一方面,航电网络需要支持的业务类型包括实时控制命令、传感器数据以及非实时业务。如何采用统一的网络架构去支持多种类型航电业务已经成为急需解决的问题。现有的FC-AE网络技术不支持时间触发业务,同时现有的TTE技术又无法支持FC-AE业务。而时间触发的FC-AE-Over-Ethernet网络架构,可同时支持FC-AE业务和时间触发类业务,实现了统一的网络架构可以支持多种类型的航电业务。本文的主要工作如下:1、本文设计了一种基于FPGA的32端口的采用分层结构的时间触发FC-AEOver-Ethernet交换机,分为TT交换模块和FC-AE-Over-Ethernet交换模块的互不干扰的双层结构。该设计能根据软件配置的时间调度转发表对TT消息按时间进行转发,并且具备收发普通以太网数据帧、FC-AE-Over-Ethernet协议数据帧等功能。2、研究分析实现网络时间同步的不同方法,依据SAE AS6802协议,设计了时间同步模块。该方法完全由硬件来实现,同步过程不需要软件参与,这样可以达到很高的同步精度。3、改进了交换结构,使用一组并行FIFO来取代原有的FIFO队列去存储帧信息,避免了对头阻塞现象,同时采用RAM来替换传统的FIFO存储方式,使用虚拟VOQ队列存储信息。有效的节约了布线、存储资源,提升了交换机性能。文章的最后通过构建仿真平台,采用modelsim仿真工具对论文设计的交换机进行了仿真,根据仿真结果不断修改设计的逻辑,在仿真通过后构造测试环境进行板级测试,测试验证所设计的交换机功能。