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AFDX协议性能分析及调度算法研究 被引量:35
1
作者 陈昕 周拥军 +1 位作者 蒋文保 万剑雄 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期1000-1005,共6页
本文围绕航空电子网络数据传输协议AFDX的关键技术——虚电路调度算法,进行了深入分析,提出了AFDX静态优先级队列调度算法AVLSP.运用Network Calculus理论与方法,对AVLSP算法进行理论证明,并构建仿真平台,对所提出的AVLSP调度算法进行... 本文围绕航空电子网络数据传输协议AFDX的关键技术——虚电路调度算法,进行了深入分析,提出了AFDX静态优先级队列调度算法AVLSP.运用Network Calculus理论与方法,对AVLSP算法进行理论证明,并构建仿真平台,对所提出的AVLSP调度算法进行仿真验证,结果证明AVLSP调度算法有效地减少了紧急数据的最大延迟抖动,较好地满足了航空电子网络数据传输的实时性要求. 展开更多
关键词 航空电子全双工交换以太网 络演算 延迟上界 抖动分析
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AFDX网络端系统芯片架构的研究与设计 被引量:6
2
作者 张荣华 田泽 韩炜 《计算机技术与发展》 2011年第8期165-168,172,共5页
实时性、确定性和高可靠是航空电子全双工交换以太网(AFDX)网络的技术特点。在对ARINC664Part7协议研究的基础上,提出一种采用专用数据通道的系统架构,并在不同通信模式下对该结构进行分析。与国外参考设计相比,该系统架构缩短了协议处... 实时性、确定性和高可靠是航空电子全双工交换以太网(AFDX)网络的技术特点。在对ARINC664Part7协议研究的基础上,提出一种采用专用数据通道的系统架构,并在不同通信模式下对该结构进行分析。与国外参考设计相比,该系统架构缩短了协议处理的时间和数据拷贝,大大降低主机的系统开销,便于芯片物理实现。最后基于该系统架构进行芯片设计,芯片实测结果表明,该系统架构完全满足AFDX网络实时性、确定性的系统要求,方案行之有效。 展开更多
关键词 航空电子全双工交换以太网 端系统 片上系统
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基于短帧优先调度的AFDX端系统发送策略 被引量:1
3
作者 吴桓 葛红娟 +1 位作者 倪建丽 徐媛媛 《航空计算技术》 2012年第6期125-128,共4页
通过分析AFDX协议格式以及当前端系统常用数据调度方法,提出了短帧优先调度策略,策略充分利用了AFDX协议虚拟链路特点,优先发送短帧,从而降低了部分链路的延迟上界,有助于减少等待时间,提高网络带宽利用率。应用网络演算理论建立了基于... 通过分析AFDX协议格式以及当前端系统常用数据调度方法,提出了短帧优先调度策略,策略充分利用了AFDX协议虚拟链路特点,优先发送短帧,从而降低了部分链路的延迟上界,有助于减少等待时间,提高网络带宽利用率。应用网络演算理论建立了基于短帧优先调度策略的端系统模型,推导了不同虚拟链路的延迟上界表达式,并进行了与系统数据发送相关的一系列仿真研究,结果表明调度策略降低了端到端系统的发送延迟,是航空数据网络实时传输系统的优选策略。 展开更多
关键词 航空电子全双工交换以太网 络演算 短帧优先调度 延迟上界
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一种新型时间触发航电系统数据调度算法研究 被引量:1
4
作者 李文江 赵利霞 +1 位作者 张文 刘强 《载人航天》 CSCD 北大核心 2020年第5期598-605,共8页
为解决全双工交换以太网(AFDX)网络中事件触发机制导致关键数据流不具备完全确定性的问题,从满足航天器的数据传输网络时间确定性要求出发,将时间触发机制引入AFDX,提出了一种时间触发航空电子全双工交换数据调度算法(TTAFDX)。AFDX网... 为解决全双工交换以太网(AFDX)网络中事件触发机制导致关键数据流不具备完全确定性的问题,从满足航天器的数据传输网络时间确定性要求出发,将时间触发机制引入AFDX,提出了一种时间触发航空电子全双工交换数据调度算法(TTAFDX)。AFDX网络中的原有数据被划分为时间触发数据和AFDX数据,以满足航天器中数据传输的高实时性、高可靠性要求。仿真实验结果表明:TTAFDX调度算法可实现时间触发数据的零抖动和零丢包,传输时延在毫秒级别,满足对时间触发数据的时间确定性和可靠性需求。 展开更多
关键词 时间触发 航空电子全双工交换以太网 调度 时间同步
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AFDX虚连接自适应调度策略设计与实现
5
作者 李俊鹏 王勇 +1 位作者 白焱 刘安 《计算机测量与控制》 CSCD 北大核心 2012年第7期1986-1988,共3页
研究了航空电子全双工交换式以太网端系统虚连接调度方法;针对AFDX网络的不确定性问题,提出了一种基于混合优先级的动态抢占式的虚连接调度策略,该算法在调度的过程中,实时地动态计算混合优先级,综合考虑了航电紧急数据和流量整形的要求... 研究了航空电子全双工交换式以太网端系统虚连接调度方法;针对AFDX网络的不确定性问题,提出了一种基于混合优先级的动态抢占式的虚连接调度策略,该算法在调度的过程中,实时地动态计算混合优先级,综合考虑了航电紧急数据和流量整形的要求,能动态地自适应调整调度算法,平衡网络负载;通过OPNET仿真工具对实例进行仿真,结果显示此算法能明显地减少网络延迟,抑制传输过程中的抖动现象,提高AFDX数据传输性能,较传统FCFS算法具有较高的优越性,能满足航空电子数据传输实时性要求。 展开更多
关键词 虚连接 航空电子全双工交换以太网 时间延迟 调度
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基于AFDX网络演算的性能分析技术研究
6
作者 邱征 林坚 +1 位作者 余亚刚 王红春 《电子世界》 2013年第14期138-139,共2页
航空全双工交换式以太网(AFDX)是用于安全关键应用领域的数据传输网络,它采用带宽划分提供确定性的服务质量。AFDX将用于新一代航空电子系统的数据传输网络。网络演算是一种基于非线性代数的确定性排队理论,是计算延迟和积压等端到端性... 航空全双工交换式以太网(AFDX)是用于安全关键应用领域的数据传输网络,它采用带宽划分提供确定性的服务质量。AFDX将用于新一代航空电子系统的数据传输网络。网络演算是一种基于非线性代数的确定性排队理论,是计算延迟和积压等端到端性能参数的确界的有效工具。本文围绕网络演算在AFDX网络中计算延迟边界的应用及近年研究成果进行了总结和分析比较,并指出了未来的研究方向。 展开更多
关键词 航空电子全双工交换以太网 络演算 延迟 边界 确定性
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航空电子AFDX与AVB传输实时性抗干扰对比 被引量:6
7
作者 赵琳 何锋 熊华钢 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期2359-2369,共11页
为满足未来航电系统音视频信息传输的需求,考虑车载嵌入式系统的候选实时多媒体网络AVB在航电环境中的应用,并对AVB与AFDX的传输进行了对比研究。首先构建AVB与AFDX标准对比;其次提出基于网络演算的AVB和AFDX端到端延迟计算方法;然后通... 为满足未来航电系统音视频信息传输的需求,考虑车载嵌入式系统的候选实时多媒体网络AVB在航电环境中的应用,并对AVB与AFDX的传输进行了对比研究。首先构建AVB与AFDX标准对比;其次提出基于网络演算的AVB和AFDX端到端延迟计算方法;然后通过定义不同的消息传输场景,采用理论方法分析消息传输实时性的干扰要素;最后利用仿真方法予以验证。在典型1 000条虚拟链路的组网规模下,结果显示:AFDX高优先级流量的端到端延迟优于AVB,对于低优先级流量端到端延迟,则AVB和AFDX各有优劣;但受突发的流量影响,在增加50条各0.22 Mbit/s带宽的低优先级流量干扰情况下,高优先级流量平均端到端延迟的变化率在AVB中为0.25%,在AFDX中为0.38%;在增加50条各0.22 Mbit/s带宽的高优先级流量干扰情况下,低优先级流量平均端到端延迟的变化率在AVB中为5.17%,在AFDX中为10.25%。结果表明:时间敏感消息在AVB网络中传输实时性的抗干扰能力优于AFDX。 展开更多
关键词 航空电子 音视频桥接(AVB) 航空电子全双工交换以太网(AFDX) 实时性 抗干扰
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基于VxWorks的AFDX总线应用开发
8
作者 张丽 《航空电子技术》 2018年第A01期57-60,共4页
美国WindRiver公司研发的嵌入式多任务操作系统VxWorks是目前世界上用户量最大的实时操作系统,它为程序员提供了高效的任务调度、中断管理、实时的系统资源以及实时的任务间通信,已成功应用于航空、航天、舰船、通信、医疗等关键领域... 美国WindRiver公司研发的嵌入式多任务操作系统VxWorks是目前世界上用户量最大的实时操作系统,它为程序员提供了高效的任务调度、中断管理、实时的系统资源以及实时的任务间通信,已成功应用于航空、航天、舰船、通信、医疗等关键领域。航空子系统之间信息的传递是机载系统最重要的部分,是电子系统传递数据的最佳方法。航空电子全双工交换以太网(AFDX)是为航电子系统之间进行数据交换而制定的电气和协议标准,速度比ARINC429快了许多,基于VxWorks的AFDX能够有效地保证航空数据通信的实时性和稳定性。 展开更多
关键词 VXWORKS 航空电子全双工交换以太网(AFDX) 实时性 稳定性
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新一代民机航空电子互连技术发展 被引量:33
9
作者 周强 熊华钢 《电光与控制》 北大核心 2009年第4期1-6,共6页
综述了民机航空电子体系架构从联邦式体系(如A310)、综合模块化航电体系IMA(如B777)乃至分布式综合模块化航电体系DIMA(如A380和B787)的发展过程,对民机典型互连协议进行了比较,指出航空电子全双工交换式以太网AFDX互连技术能够满足新... 综述了民机航空电子体系架构从联邦式体系(如A310)、综合模块化航电体系IMA(如B777)乃至分布式综合模块化航电体系DIMA(如A380和B787)的发展过程,对民机典型互连协议进行了比较,指出航空电子全双工交换式以太网AFDX互连技术能够满足新一代民机航电"信息一体化"的发展需求,并以当代先进大型民机A380为例,说明其如何采用AFDX互连构筑DIMA。最后对我国大型飞机航电系统发展提出一些建议。 展开更多
关键词 航空电子 互连 航空电子全双工交换以太网 综合模块化航空电子体系 分布式综合模块化航空电子体系
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基于FPGA的AFDX端系统协议芯片的设计与实现 被引量:16
10
作者 张志 翟正军 姚方圆 《计算机测量与控制》 CSCD 北大核心 2010年第2期422-424,442,共4页
航空电子全双工交换以太网(AFDX)是下一代航空数据网络的最佳选择,AFDX端系统保证了AFDX网络航电系统之间数据交换的安全和可靠性;为了研制具有我国自主产权的新型机载数据网络端系统协议芯片,基于ARINC664规范第7部分,提出符合该规范... 航空电子全双工交换以太网(AFDX)是下一代航空数据网络的最佳选择,AFDX端系统保证了AFDX网络航电系统之间数据交换的安全和可靠性;为了研制具有我国自主产权的新型机载数据网络端系统协议芯片,基于ARINC664规范第7部分,提出符合该规范的基于FPGA的AFDX端系统协议芯片和相应AFDX端系统板卡的设计方案,并给出关键模块的具体实现;通过对端系统协议芯片进行测试验证,证明该端系统协议芯片符合AFDX协议标准,具有较高的通信性能及稳定性,可为新一代航空电子设备中的数据通信提供保障。 展开更多
关键词 航空电子全双工交换以太网 端系统 现场可编程门阵列
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时间触发AFDX网络的设计和实时性分析 被引量:14
11
作者 刘成 王彤 +1 位作者 李铮 熊华钢 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期728-733,共6页
时间触发机制可以近一步提高航空电子全双工交换式以太网(AFDX,Avionics Full Duplex Switched Ethernet)的确定性,保障时间关键消息具有完全的时间确定性.将时间触发机制引入了AFDX网络,设计了时间触发ADFX网络(TTAFDX,Time-Trig-gered... 时间触发机制可以近一步提高航空电子全双工交换式以太网(AFDX,Avionics Full Duplex Switched Ethernet)的确定性,保障时间关键消息具有完全的时间确定性.将时间触发机制引入了AFDX网络,设计了时间触发ADFX网络(TTAFDX,Time-Trig-gered AFDX)的体系结构,包括协议栈、虚拟链路类型、端系统调度、交换机调度、透明通信机制和降级通信机制,并且设计了端系统和交换机的时刻调度算法.对TTAFDX网络从理论和仿真实验两方面进行了分析,验证了TTAFDX网络对时间关键消息的完全时间确定性的保障. 展开更多
关键词 航空电子全双工交换以太网 时间触发 体系结构设计 实时性分析
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基于FPGA的AFDX端系统协议栈虚链路层的研究与实现 被引量:12
12
作者 任向隆 马捷中 翟正军 《计算机测量与控制》 CSCD 北大核心 2010年第1期157-160,共4页
AFDX具有传输速率高、导线长度和重量小、容易映射ARINC429和MIL-STD-1553等优势,且应用商用货架技术和开放式标准,是下一代航空数据网络的最佳选择之一;协议栈是AFDX端系统设计的重点,协议栈的虚链路层包含了AFDX为消除网络的不确定性... AFDX具有传输速率高、导线长度和重量小、容易映射ARINC429和MIL-STD-1553等优势,且应用商用货架技术和开放式标准,是下一代航空数据网络的最佳选择之一;协议栈是AFDX端系统设计的重点,协议栈的虚链路层包含了AFDX为消除网络的不确定性,对商用以太网进行改进而加入的新功能,是协议栈设计的关键;本文对AFDX协议栈的虚链路层进行了研究,给出了它的一种设计并使用FPGA对其进行了实现;在端系统研制中的应用表明,本文的研究实现了虚链路层的功能,并达到了AFDX标准的要求。 展开更多
关键词 航空电子全双工交换以太网 端系统 协议栈 虚链路
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航空电子全双工交换式以太网终端系统研究 被引量:10
13
作者 任向隆 马捷中 《计算机测量与控制》 CSCD 北大核心 2009年第5期924-926,948,共4页
新一代飞机航空电子系统综合化程度的提高,对数据网络的吞吐量、速率和延迟等提出了更高的要求,传统的航空总线协议已不能满足未来航空电子系统的需要;航空电子全双工交换式以太网(AFDX)在以太网的基础上采用商用货架产品技术(COTS)和... 新一代飞机航空电子系统综合化程度的提高,对数据网络的吞吐量、速率和延迟等提出了更高的要求,传统的航空总线协议已不能满足未来航空电子系统的需要;航空电子全双工交换式以太网(AFDX)在以太网的基础上采用商用货架产品技术(COTS)和开放式标准,可以缩短开发周期,降低研发成本,提高航空电子系统的通信速率,是下一代航空数据网络的最佳选择;文章介绍了AFDX网络的组成及体系结构,并对AFDX终端系统(ES)进行了研究,最后,详细介绍了ES的一种实现方案。 展开更多
关键词 航空电子全双工交换以太网 航空数据总线 交换以太网 终端系统
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AFDX虚拟链路路径实时寻优算法 被引量:9
14
作者 代真 何锋 +1 位作者 张宇静 熊华钢 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1924-1932,共9页
航空电子全双工交换式以太网(AFDX)使用虚拟链路(VL)进行消息数据流通信,为提高AFDX的网络实时传输性能,以VL路径配置寻优为基础,提出了一种基于遗传算法的AFDX VL路径优化算法(POGA)。POGA以提高网络实时性为优化目标,并综合考虑网络... 航空电子全双工交换式以太网(AFDX)使用虚拟链路(VL)进行消息数据流通信,为提高AFDX的网络实时传输性能,以VL路径配置寻优为基础,提出了一种基于遗传算法的AFDX VL路径优化算法(POGA)。POGA以提高网络实时性为优化目标,并综合考虑网络负载均衡,以VL的路径信息作为染色体,通过遗传算子进行遗传寻优操作,选择促使AFDX网络实时性能最优的VL路径作为优化结果。利用仿真优化方法对POGA进行了实现,在典型AFDX网络1 000条VL的配置下,与负载均衡算法和最短路径算法进行了分析对比,结果显示分别有76.4%和77.4%的VL的传输实时性得到了增强,网络的实时传输性能分别提高了13.2%和12.9%。 展开更多
关键词 航空电子全双工交换以太网 虚拟链路 路径配置优化 遗传算法 络性能
原文传递
航空电子全双工交换式以太网标准研究 被引量:8
15
作者 熊华钢 李峭 黄永葵 《航空标准化与质量》 2008年第1期25-28,共4页
介绍AFDX的标准化文档ARINC 664系列规范的构成与发展过程,以及国内外在交换式以太网的平台电子应用领域的研究和标准化的进展情况,重点阐述为了适用航空电子"(时间)确定性网络"的需求,相关的规范(主要是ARINC 664第7部分)对... 介绍AFDX的标准化文档ARINC 664系列规范的构成与发展过程,以及国内外在交换式以太网的平台电子应用领域的研究和标准化的进展情况,重点阐述为了适用航空电子"(时间)确定性网络"的需求,相关的规范(主要是ARINC 664第7部分)对网络流量控制与调度机制的实时性能保证机制的标准化规定,并展望经过实时性能改造的交换式以太网技术及其标准化工作在我国发展大中型飞机中的应用前景。 展开更多
关键词 标准 航空电子全双工交换以太网 确定性 实时性能保证机制
原文传递
民机航电AFDX互连可靠性建模研究 被引量:6
16
作者 周强 熊华钢 《遥测遥控》 2008年第4期57-63,共7页
研究新一代民机航电系统关键互连协议AFDX(航空电子全双工交换式以太网)的可靠性建模问题。从AFDX互连的基本模型出发,提出基于任务的系统可靠性分析方法,建立系统的可靠性模型,并针对A380航电系统中的互连架构进行可靠性分析,指明方法... 研究新一代民机航电系统关键互连协议AFDX(航空电子全双工交换式以太网)的可靠性建模问题。从AFDX互连的基本模型出发,提出基于任务的系统可靠性分析方法,建立系统的可靠性模型,并针对A380航电系统中的互连架构进行可靠性分析,指明方法在航电系统设计阶段对于任务划分和拓扑选择都将起到指导作用。 展开更多
关键词 AFDX(航空电子全双工交换以太网) 任务可靠度 系统可靠度 分布式系统
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时间触发AFDX调度设计及实时性分析 被引量:6
17
作者 焦文喆 翟正军 王国庆 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第7期42-48,共7页
针对时间触发航空电子全双工交换式以太网(TTAFDX)的特点,设计基于帧长度优先原则的系统调度策略,解决时间触发虚拟链路的调度问题。搭建典型网络,采用网络演算方法对TTAFDX和使用静态优先级调度策略的AFDX进行实时性比较,结果表明,TTA... 针对时间触发航空电子全双工交换式以太网(TTAFDX)的特点,设计基于帧长度优先原则的系统调度策略,解决时间触发虚拟链路的调度问题。搭建典型网络,采用网络演算方法对TTAFDX和使用静态优先级调度策略的AFDX进行实时性比较,结果表明,TTAFDX中时间触发虚拟链路的延迟主要由固定延迟部分组成,而速率限制虚拟链路的实时性较AFDX中的低优先级虚拟链路也有所提高,证明TTAFDX调度策略在兼容AFDX的同时能够改善网络的时间确定性,适用于具有硬实时传输要求的航空电子系统。 展开更多
关键词 分布式综合模块化航空电子 航空电子全双工交换以太网 时间触发 调度策略 实时性分析
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AFDX交换机的队列整形调度研究 被引量:6
18
作者 郭利锋 王勇 +1 位作者 张磊 白焱 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第24期58-60,共3页
AFDX交换机的静态优先级非抢占式队列调度(SPUS)算法不能消除输出分组中的随机抖动。为此,采用将虚拟时钟作为分组调度发放合法时间的方法对SPUS算法进行改进。在发往级联端口的分组输出之前,先经过整形调度使数据流均匀地输出,以确保... AFDX交换机的静态优先级非抢占式队列调度(SPUS)算法不能消除输出分组中的随机抖动。为此,采用将虚拟时钟作为分组调度发放合法时间的方法对SPUS算法进行改进。在发往级联端口的分组输出之前,先经过整形调度使数据流均匀地输出,以确保交换机的服务质量。仿真结果表明,改进后的算法可消除输出分组随机抖动,适用于交换机级联端口。 展开更多
关键词 航空电子全双工交换以太网 交换 络演算 虚链路 队列整形调度 虚拟时钟
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基于度中心性的AFDX网络拓扑优化
19
作者 王昕楠 任艳丽 +1 位作者 宋智 赵净净 《计算机仿真》 2024年第4期363-367,372,共6页
随着航空技术的飞速发展,航空电子全双工交换以太网(AFDX)取代了传统航电传输总线标准,成为新一代机载设备网络。针对目前航电网络的带宽资源分配不均的问题,提出了一种基于度中心性理论的AFDX网络拓扑优化算法,并依据某型号真实网络拓... 随着航空技术的飞速发展,航空电子全双工交换以太网(AFDX)取代了传统航电传输总线标准,成为新一代机载设备网络。针对目前航电网络的带宽资源分配不均的问题,提出了一种基于度中心性理论的AFDX网络拓扑优化算法,并依据某型号真实网络拓扑中终端之间的虚拟链路关系对其进行了仿真和实验。通过将带宽资源占用率较高的终端调整至一个交换机,使目标交换机级联带宽降低了11.7%和9.72%;并通过基于OPNET的全数字仿真平台对本算法进行了仿真验证,全网交换机带宽占用率均有不同程度的降低。结果表明,上述方法能够对网络拓扑架构进行优化,不仅能够解决飞机网络局部带宽分配不足的问题,同时能够优化网络性能,具有重要的工程实践意义。 展开更多
关键词 络拓扑优化 带宽资源 航空电子全双工交换以太网 虚拟链路 络仿真
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基于离散事件方法的AFDX建模与仿真 被引量:6
20
作者 黄臻 张勇涛 熊华钢 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1326-1332,共7页
采用了建模仿真的方法来分析航空电子全双工交换式以太网(AFDX,Avi-onics Full Duplex switched ethernet)协议.通过对AFDX协议的抽象,基于离散事件的建模方法,以基本的网络元素来抽象化网络中的端系统、交换机等设备,以离散事件来描述... 采用了建模仿真的方法来分析航空电子全双工交换式以太网(AFDX,Avi-onics Full Duplex switched ethernet)协议.通过对AFDX协议的抽象,基于离散事件的建模方法,以基本的网络元素来抽象化网络中的端系统、交换机等设备,以离散事件来描述网络设备的行为,以此构建了AFDX网络模型,并依据模型实现了仿真.网络演算是一种理论计算AFDX最坏延迟界限的方法,将典型场景下仿真得到的结果与理论计算的结果进行比较,验证了模型.通过不同流量方案下仿真结果的对比,对AFDX进行了传输特性的分析. 展开更多
关键词 航空电子全双工交换以太网 离散事件 建模 仿真
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