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基于ARINC615A的数据加卸载端系统的研 究与实现.docx
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基于ARINC615A的数据加卸载端系统的研 究与实现.docx
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摘要....................................................................................................................................I
ABSTRACT...................................................................................................................III
插图索引 ..........................................................................................................................V
表格索引 .......................................................................................................................VII
符号对照表.....................................................................................................................IX
缩略语对照表.................................................................................................................XI
目录..............................................................................................................................XIII
第一章 绪论 .....................................................................................................................1
1.1 选题背景及意义 ....................................................................................................1
1.2 论文工作内容 ........................................................................................................1
1.3 论文组织结构 ........................................................................................................2
第二章 数据加卸载系统涉及的技术基础.....................................................................3
2.1 ARINC615A 协议概述 ...........................................................................................3
2.1.1 ARINC615A 协议介绍 ....................................................................................3
2.1.2 ARINC615A 协议的基本操作 ........................................................................3
2.1.3 ARINC615A 协议文件 ....................................................................................4
2.2 TFTP 协议...............................................................................................................5
2.2.1 TFTP 协议概述................................................................................................5
2.2.2 TFTP 协议结构................................................................................................7
2.2.3 TFTP 通信流程................................................................................................8
2.3 AFDX 网络 .............................................................................................................9
2.3.1 AFDX 网络的概述 ..........................................................................................9
2.3.2 AFDX 网络的通信 ........................................................................................10
2.4 本章小结 ..............................................................................................................11
第三章 数据加卸载端系统需求分析...........................................................................13
3.1 系统的开发目标 ..................................................................................................13
3.2 系统的性能分析 ..................................................................................................13
3.3 系统的功能分析 ..................................................................................................14
3.4 系统的需求建模 ..................................................................................................15
3.5 本章小结 ..............................................................................................................18
第四章 数据加卸载端系统概要设计...........................................................................19
4.1 系统的开发环境 ..................................................................................................19
4.2 系统的架构设计 ..................................................................................................19
4.3 系统的功能模块设计 ..........................................................................................20
XIII
4.4 系统的接口设计 ..................................................................................................21
4.4.1 接口标识和接口图 ........................................................................................21
4.4.2 模块的接口函数 ............................................................................................22
4.4.3 模块的调用关系 ............................................................................................23
4.5 本章小结 ..............................................................................................................24
第五章 数据加卸载端系统详细设计...........................................................................25
5.1 ARINC615A 协议处理子系统设计 .....................................................................25
5.1.1 FIND 操作实现..............................................................................................25
5.1.2 Information 操作实现 ....................................................................................27
5.1.3 Upload 操作实现 ...........................................................................................30
5.1.4 MediaDefinedDownload 操作实现 ...............................................................35
5.1.5 0peratorDefinedDownload 操作实现 ............................................................38
5.2 TFTP 通信实现.....................................................................................................41
5.3 ARINC665/615A 协议文件处理的实现..............................................................42
5.3.1 ARINC665 协议通用函数实现.....................................................................42
5.3.2 ARINC615A 协议文件处理的实现 ..............................................................42
5.4 本章小结 ..............................................................................................................42
第六章 系统的测试 .......................................................................................................43
6.1 测试环境 ..............................................................................................................43
6.2 功能测试 ..............................................................................................................44
6.2.1 文件功能测试 ...............................................................................................44
6.2.2 配置功能测试 ...............................................................................................45
6.2.3 615A 功能测试 ..............................................................................................48
6.3 性能测试 ..............................................................................................................53
6.4 本章小结 ..............................................................................................................54
第七章 结束语 ...............................................................................................................55
7.1 论文工作总结 ......................................................................................................55
7.2 后续工作展望 ......................................................................................................55
参考文献 .........................................................................................................................57
致谢 .................................................................................................................................59
作者简介 .........................................................................................................................59
第一章 绪论
本章主要对航电上的数据加卸载系统的发展的背景及意义进行了介绍,然后
对论文的工作情况做了简要的说明,最后介绍了论文的章节安排。
1.1 选题背景及意义
随着全球化的进程,世界经济的飞速发展,在各个领域国家间的合作日益密
切,中国作为发展中国家中的的大国,经济水平也在迅速的发展。而这些条件为
我国的通用航空业务带来巨大需求,航空业务在工农业方面、救灾急救方面、环
境保护方面以及海洋监测等方面有着无限的需求空间。随着旧的通用航空的管理
办法版本的停用,新的版本的颁布实施,而且通用航空市场的准入条件不再像之
前那么要求严苛,我们国家在通用航空方面的民用以及军用等领域的发展已经达
到了一日千里的水平
[
1
]
。
信息领域的发展日新月异,在计算机应用和通信网络等相关的技术方面不断
的有新的研究发明成果出现,这些新的技术在航空领域的航电系统的得到了广泛
的应用。航电系统的发展的方向也向着功能更加的集中,应用更加综合的方向逐
步过渡,同时对于航电系统的信息数据加卸载配置的要求是便捷性,灵活性。对
飞机航电系统设备的升级与维护的记录数据的加载与卸载的可靠与安全性需要得
到足够的重视与保障,因为这对飞机本身的安全性影响巨大。根据国内外的发展
现状,面向航空中航电系统的机载设备方面的数据与应用软件的加卸载需求目前
各国通用的相关协议规定有基于 ARINC429 总线要求而制定的 ARINC615 协议与
面向以太网、AFDX 网络(即 ARINC664 总线)等高速数据总线应用而制定的
ARINC615A 协议
[
2
]
。
论文中的数据加卸载系统基于的协议是 ARINC615A 协议,该协议规定了五种
加卸载操作,分别为 FIND 操作,信息操作,上传操作,介质定义下载操作以及操
作者自定义下载操作。在国内外的航空领域广泛应用的网络为 AFDX 网络,故此
ARINC615A 加卸载端系统的开发与应用拥有了广泛的基础,也有了深远的意义。
1.2 论文工作内容
作为飞机的航电系统的重要组成部分,航空电子的网络数据传输协议一直以
来都是航空电子技术领域关注与研究的焦点。最近几年中,美、法、德等发达国
家通过对航电网络技术进行深入而广泛的研究,取得了一些很大的成果,如空中
客车 A-380 的航电网络协议 AFDX 就是其中之一
[
3
]
。
论文以 AFDX 网络作为背景,根据 AFDX 网络自身的特点和要求,通过对
ARINC615A 协议进行详尽地研究,设计出符合其相应功能的数据加卸载端系统软
件,应用目标是航空领域飞机的航电系统。论文的主要工作内容是依据软件工程
定义的软件开发的步骤即开发软件的思路和方法的通用过程,对 615A 加卸载端系
统的开发流程以及具体细节进行了论述。
首先对加卸载端系统的开发进 行 了 详 细 而 且 全面的需求分析, 明确了
ARINC615A 加卸载端系统的开发目标,在之后的概设与详设阶段应该考虑的性能
约束,还分析描述了加卸载端系统的功能需求,明确了该加卸载系统的执行流程,
接着根据以上描述的系统功能与性能的需求来进行需求建模,给出用例图。
接着对系统进行了概要设计,包括系统的开发环境的要求,以及架构设计,
模块设计等。
然后在上述前期阶段充分的准备工作的基础上,进行了系统的详细设计,这
其中就包括 615A 协议处理子系统的各个子功能模块的流程图以及实现其功能的
函数的算法的设计。以及 TFTP 通信实现和 ARINC665/615A 协议文件处理的实现。
在论文的最后,给出了系统的功能以及性能的测试情况及结果,其中包括要
执行测试的软件项,硬件项以及环境要求。
1.3 论文组织结构
本文的主要论文安排如下:
第一章对数据加卸载技术的背景知识情况做了简单的介绍,同时给出了了论
文的主要研究工作和论文结构的大体安排。第二章主要是相关技术的介绍,主要
介绍了 ARINC615A 协议的相关概念和技术知识,还对本系统软件设计的主要承载
协议 TFTP 以及系统开发的背景 AFDX 网络做了相关的背景知识的介绍。第三章
是主要是对加卸载端系统进行需求分析,在系统的需求分析阶段,作者对加卸载
端系统的开发目标做出了概述,分析了系统的性能和功能的约束与要求,详细介
绍了系统内部的各个功能,给出并描述了该系统软件需求模型的用例图。第四章
主要是对加卸载端系统的概要设计,该阶段的主要工作是确定了系统的开发环境,
给出了系统的架构设计,并且根据系统内部不同的功能设计需求,合理的将系一
一统划成四个子系统,而又将系统细致地划分为不同的模块,最后还列出模块间
的各个接口函数,描述了其功能,给出了模块彼此之间的调用关系。第五章主要
是对加卸载端系统中的关键模块进行的详细设计,主要包括 615A 数据加卸载协议
操作流程详细描述和 TFTP 协议通信的实现。并且对 ARINC615A 协议处理子系统
的五个关键操作的执行函数给出了流程图解和详细的算法说明。第六章是对 615A
加卸载端系统的测试,包括功能测试和性能的测试。第七章则是整个论文工作的
总结,主要包括论文任务的完成情况和其中存在的不足,以及对后续的展望。
第二章 数据加卸载系统涉及的技术基础
数据加卸载系统将航电系统的应用软件、导航数据库、网络配置表、性能记
录数据信息、测试维护记录数据信息、航电系统的工作参数以及配置管理信息等
实行统一的上传/下载管理来增强飞机设备的可维护性与可重复性。ARINC615A 为
基于高速总线协议的数据加载协议,协议明确规范了上传操作,信息操作,下载
操作以及 FIND 操作。
2.1 ARINC615A 协议概述
2.1.1 ARINC615A 协议介绍
就航电系统的特点来说,繁杂的系统要经常执行数据以及软件的加载或者卸
载的操作,以此来达到更新维护航电系统的目的。因此定义一种协议标准,规定
交互的数据以及文件的格式与要求,用以确保其加卸载操作的准确性和可靠性是
必须的。ARINC615A 协议在前面已经大致介绍了,它在航电系统中的意义就是作
为各类数据文件(含目标程序)的加卸载操作过程中的通讯交互协议。该数据加
卸载端系统就是根据 ARINC615A 协议来规定设计约束条件与功能要求的。
ARINC615A 协议就是规定了加载端怎样把与 ARINC665 协议规定格式相一致的各
类数据文件(含目标程序)上传加载到目标端,而加载端是怎样下载到目标端提
供的数据文件,以及加载端是怎么获得目标端的相关硬件和配置数据信息等各个
协议操作,并规定了每个操作涉及的协议文件的特定格式要求和双端之间协议文
件以及消息的交互流程
[4]
。
615A 加卸载端系统由加载端软件和目标端软件组成,通过加载端软件目标端
软件的通信共同完成端系统设备的数据加卸载功能。加载端软件运行于大容量设
备中,被加载端即目标端软件运行于 AFDX 交换机内和其他端系统设备中。
系统的层次结构图见图 2.1。615A 加卸载端系统是通过 AFDX 网络进行连接
实时通信的,而加载与卸载的数据文件信息的传输是基于 TFTP 协议来进行传输与
交互的。而通过系统来进行操作的加卸载的程序和加卸载的文件的格式需要符合
ARINC665 定义的可加卸载文件标准,以及 ARINC665-2 和 ARINC665-3 协议规定
的格式。
2.1.2 ARINC615A 协议的基本操作
ARINC615A 从协议角度定义的加载端与目标端两端的五种操作及其主要完
成的功能如下:
FIND 操作:加载端组织并发送 FIND 请求包给目标端,目标端接收到请求包
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- biyefang2602024-06-04资源内容详细,总结地很全面,与描述的内容一致,对我启发很大,学习了。
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