[发明专利]AFDX终端协议栈及其数据接收与发送方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及航电系统信息传输技术，特别是指AFDX终端协议栈及其数据接收与发送方法。

【背景技术】

航空全双工交换式以太网（Avionic Full-Duplex Switched Ethernet，AFDX/ARINC664）是适用于航电系统信息传输的确定性飞机数据网络总线系统。AFDX网络基于标准的IEEE802.3技术，定义了一个航空电子电气和协议规范的标准。

AFDX终端分布在航空电子系统的各个分节点上，其主要功能是给航空电子分系统之间提供安全、可靠的数据交换。AFDX终端通过一个最大16位的字段来识别，该字段分为域ID（Domain ID）、边ID(Side ID)和位置ID(Location ID)三个部分，它们又通常组合成网络ID(Network ID)和设备ID(Equipment ID)两个部分。AFDX终端主要实现配置管理、信息封装、信息提取、发送调度、完整性检查、冗余管理等功能。

请参阅图1所示，为按照ARINC664协议AFDX终端架构的框架示意图，AFDX终端的架构按功能可划分为五个层次：PHY层、MAC层、IP协议层、UDP协议层以及主机接口层。

PHY层实现MII接口（Media Independent Interface）与以太网串行数据的并－串转换和串－并转换。本方法中，PHY层采用专用以太网物理层协议芯片实现。

MAC层实现物理链路的虚拟链路管理和冗余管理。虚拟链路管理将每个MAC对应的物理链路划分为多个逻辑虚拟链路。冗余管理负责MAC层帧的余度处理，在发送数据过程中，冗余管理负责将数据帧复制到两个MAC发送到网络，当收到数据时，对从不同MAC收到的帧进行判断，选择一路数据提交到上层处理。

IP协议层提供无连接的数据报传输机制，对数据进行“尽力传递”，即只管将分组传往宿主机，无论传输正确与否，不做验证，不发送确认，也不保证分组的正确顺序。IP协议主要完成数据报封装、数据报分片、片的重组、分片控制等功能。本设计中IP协议版本为IPv4。

UDP协议层实现用户数据报文协议，它建立在IP协议之上提供无连接的数据报传输。本方法中，UDP协议层通过采样、队列、SAP三种通信端口，负责提供与宿主机系统的接口。

现有的AFDX终端的架构的上述五个层次的实现有的是采用纯软件的方式实现或者软件结合硬件模块实现，上述的二种方式不能提高AFDX终端协议的处理速度及满足ARINC664规范要求的线速处理，并且无法降低终端系统功耗，同时增加了外部主处理器的工作量，也无法提高终端系统的可靠性及有效的降低端系统的生产成本。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种AFDX终端协议栈，用以解决现有AFDX终端协议栈不能提高AFDX终端协议的处理速度及满足ARINC664规范要求的线速处理，并且无法降低终端系统功耗的问题。

为实现上述目的，实施本发明的AFDX终端协议栈包括：

PCI接口模块，主要包括PCI核心模块及PCI译码模块，该PCI核心模块用于和PCI总线的接口按PCI总线协议处理PCI总线接口信号，而PCI译码模块则根据不同的PCI地址，对PCI数据进行译码操作；

UDP层协议处理模块，包括发送UDP层协议处理单元、接收UDP层协议处理单元、发送端口和接收端口，其中发送UDP层协议处理单元通过发送端口接收PCI译码模块的数据，添加UDP头封装成UDP数据报；接收UDP层协议处理单元去除UDP头信息，通过接收端口向PCI译码模块发送数据；

IP层协议处理模块，包括发送IP层协议处理单元和接收IP层协议处理单元，发送IP层协议处理单元用于封装IP层信息，并按照IP协议对发送数据进行分包处理，接收IP层协议处理单元用于去除IP层头信息，并按照IP协议对接收数据进行重组处理；

MAC层信息处理模块，用于实现发送调度、接收完整性检查、冗余管理、虚拟链路处理等功能；

配置模块，用于接收来自PCI译码模块的信息，将配置信息解析。

依据上述主要特征，该AFDX终端协议栈还包括MIB管理信息库，该MIB管理信息库用于给出各类统计信息，用于监控和调试。

依据上述主要特征，UDP层协议处理模块的发送端口包括采样、队列、SAP三种类型，接收端口包括采样、队列、SAP三种类型。