航空电子综合化互连关键技术研究

【类型】学位论文

【作者】周强 

【关键词】 航空电子综合化,互连,电子设备

【摘要】综合化互连是支持先进航空电子系统的工作支柱，不同于一般的商用计算机互连，航空电子综合化互连系统特别强调系统的严格实时性、强的容错能力和可靠性。本文主要针对航空电子综合化互连系统的实时性、可靠性和系统研究方法进行了讨论，完成了以下研究工作： （1）本文阐述了航空电子综合化互连的系统研究方法和关键技术。不仅考察互连技术的传输带宽、消息延迟等指标要求，还针对航空电子的特殊性进一步考察实时性、可靠性等性能要求。 （2）严格实时是对机载互连系统一个重要的性能要求。本文从消息传输延迟、数据传输带宽和优先级策略等方面，对互连系统实时特性进行了讨论，重点对线性令牌传递总线(LTPB)系统的实时带宽分配策略进行了深入分析，指出了LTPB系统中影响实时特性的关键参数（时间间隔t内的最小消息发送量），依据LTPB协议的消息调度原则，推导出了其关键参数的数学表达，为进一步寻求更有效的带宽分配方法奠定了基础。 （3）在得到LTPB系统关键参数的数学表达后，提出了一种新的带宽分配方法，并以“最坏情况下消息集严格实时的网络可达负载率(WCAU)”为衡量带宽分配方法的性能指标，证明了在最坏情况下消息集严格实时的网络可达负载率具有目前为止最优的指标。 （4）可靠性和容错能力是对航空电子综合化互连系统又一个重要的性能要求，本文考虑节点单元、链路单元和接口单元等诸多因素，对互连系统可靠性进行了研究，重点针对可扩展一致性接口(SCI)互连系统建立了基于任务的可靠性分析模型。通过分析指出冗余措施对系统可靠性的重要影响。 （5）计算机仿真研究是对航空电子综合化互连系统进行分析研究的一个重要方法，本文按照离散事件仿真的一般方法，对互连系统的计算机仿真进行了研究，重点针对LTPB互连系统建立了仿真模型、编写了仿真程序，得出了重要的结果。 （6）开发了LTPB互连系统的性能评价工具，该工具可根据接口控制文件(ICD)中的消息参数直接得到系统的负载率和延迟率水平，达到了分析系统性能的目的，圆满完成了与预研项目的总体研究单位中航总615所签订的研究合同任务。 （7）航空电子综合化互连系统的测试验证也是一个关系系统能否正确实施的重要内容，本文对互连系统的测试验证进行了论述，重点针对LTPB互连系统总线接口单元(BIU)的测试验证进行了论述，笔者完成了“LTPB多站点联网测试软件”的设计，从软件的角度给出了BIU测试验证的部分实现，该软件的设计已在LTPB系统测试和联网阶段得到了成功应用。

【学位名称】博士

【学位授予单位】北京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】张彦仲

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