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论述提升航空电子数据总线技术的重要影响

2020-05-12 149 上传者：管理员

摘要：现如今，随着新时期经济和科学技术的不断发展，航空航天领域的发展变得尤为重要。为了提高航空电子数据总线技术水平，就需要不断强化对航空数据总线的认识与研究能力，本文基于工作实践，结合对航空电子系统体系架构的研究，总结出了相关的技术途径，以期能够为相关工作的开展提供有效的技术保证，进而为提升航空电子工程的技术水平奠定良好基础。

关键词：
技术
数据总线
航空电子
航空航天工程
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在有效的研究航空电子数据总线技术过程中，要结合新时期技术创新，有效的加强对于相关技术的研究能力，从而才能进一步推动航空电子技术不断发展，通过实践阐述，本文从以下几方面进行了研究，具体分析如下。

1、航空数据总线的概述

所谓机载数据总线技术基本是用于机载设备、子系统到模块间的互相连接，利用机载数据总线连成的网络系统，使相互间数据信息能够完成传输。现在，应用领域已延伸至卫星、坦克、舰船等多种机动性的平台，其实质上是网络互连技术的整体实现。机载数据总线技术始于航空电子综合系统的不断进步，美军航空电子系统历经了四个时期：

第一时期的分立式航空电子系统、通信、导航的独立，早期任务处理时仍然依赖于飞行员的实际判断。联合式航空电子系统是第二个时期，每一个子系统的功能都是独立的，不一样设备之间数据的交互性也相对比较少。第三个时期，综合式航空电子系统，主要倡导“模块”理论概念，运用计算机构成信息处理模块，替代子系统，系统扩展性呈现良好势态，功能较为丰富，可以将复杂的问题处理好。当前是在第四个时期的过渡阶段，使用统一的网络，让子系统、模块、处理芯片都能够实现全面性的互联，该系统有可以容纳错误、扩展性强、低延迟的具体特征。

2、航空电子系统体系架构

航空电子系统是由机械和电子系统演变成机械电子和数字协同航电系统，促使其成为数字化航电系统。数字化航电系统有着两种架构形式，分别是综合模块与分布模块。

2.1 综合模块化航空电子系统

利用软件来实现各个模块软件与硬件之间的整体管理，这就是综合模块化航空电子系统。航电系统多数功能都汇集在独立机箱设备里。网络通信与互连的有效性实现，是通过电源、CPU、共享资源模块、I/O总线来运作。综合系统中的硬件部分，在整个模块体系中较为灵活，既可以根据实际需要进行拆卸和拼装，也可以为实现不同的作用进行全面的置换。处于同一系统中的模块都有着高集成度，精密化电子构造和轻量化可以切实提高系统的综合性能，用来解决难度更大的问题。在降低费用方面，主要从模块的搭建方面入手，有利于零件更换和系统的进一步维护。

2.2 分布式模块化航空电子系统

该系统相较于综合模块来讲，实现了更大跨度的升级和续继续的更新，而且有着很高的集成度。系统可以相对较为独立，同时还能对航电系统中的模块进行有效兼容并使用。当前，分布式的系统设计可以有效解决硬件在运行中的系统问题，但同时也存在一定的功能障碍，存在非核心方面的软件和硬件矛盾，但不严格限制各类模块的真实排布。随着网络功能的飞跃式发展，分布式系统也成为航空电子技术方面的重要使用网络，为推动航空电子技术的进步与超越提供巨大的推动作用。

2.3 总线系统结构

数据总线交换网是运用当前传输速度高的高速光纤来建立的，连接计算机和各处理器，有效保证数据和信息能够实现互联。搭配综合处理机和有关传感器的组件，实现高速光纤数据交换网的连接。数据、处理、整合可以为飞行员提供有效而且及时的信息内容。总线设计过程中，需要应用双余度总线结构。在两台综合处理器间，使用可更换的模块技术，可以进一步让模板总线和外线进行整体的连接。在分析中能够看出，当前新总线设计符合航空实际需求。

3、新型航空电子系统总线互连技术

当前该技术的发展主要依靠信号传输和系统数据。同时，从整体技术发展情况来看，AFDX与TTE总线技术在行业领域的使用占比越来越大，其影响程度不容小觑。新型航空电子系统总线互连技术，以其速度优势在所有航电技术中拥有较高的利用率。这种技术可以有效满足系统对数据传输的速度要求。

3.1 FC航空总线技术

该类技术主要依据国际标准形成，通过I/O的合理使用，完成网络信息的信号交流和信息传输的交流。在高带宽的承载下，串口能够实现视频、数据、音频的高速传递，极大缩短了获取和输出数据的时间。光纤通道技术是利用控制与互传数据流量来进行的。尤其在处理高负荷的网络流量方面，光纤技术能够借助更先进的网络结构实现数据和流量的传输，同时其出现延误、误差的几率较低。此外，光纤技术能够根据实际需要灵活设置和删减数据处理节点，更为综合性的处理方式所面对的层次更为复杂，且呈现出的形式更为多变。该类技术在民航飞行器中的使用较为广泛，其兼容性是多种多样的，可以同时处理多种协议的高频作业。与之相对应的军用飞行设备的对应性更强。

3.2 AFDX总线技术

AFDX总线技术应用于航空子系统数据的交换，可以和ARINC429、MIL-STD-1553B标准机载数据总线来实现有效的连接，网络通信任务的完成是通过网络对数据的综合处理、转换和传输来实现的。个别线路的运行可能会对总控制装置造成负面影响，给系统维修带来困难。由于系统所处理的所有信息均附有一条总线，这样便对系统的总体连接形成了一定程度的障碍。

而AFDX总线技术可以从某种程度上解决上述这类问题，这种技术对数据传输的速率较快，全双工交换以太网技术没有总线控制器，控制的时候不需要利用MIL-STD-1553B。AFDX所使用的拓扑结构可以实现较大面积的辐射，可用于传输的应用节点数量也更多。这类技术能够保证数据从发送到接收整个过程在较短的时间内实现，极大提高了应用效率，信息传输上误码率低，而且有着很高的可靠性。建立时间触发网络是在IEEE802.3的标准上，在以太网时髦统一时钟，全部终端设备通信在时间偏移上都是一样的。时间触发TTE总线技术的合理使用，可以减少软件使用的环节，但必须以系统安全运行为前提条件，再考虑费用节约问题。

航空领域的网络技术应用首先要以精密、高效为前提，由于航空需求普遍高于其他领域，因此在技术搭建的成本方面，便较难压缩。但随着技术的发展，将会产生更多的物理材料可以对现有设备和线路进行等量替换，这样便在成本压缩方面实现可能。时间触发总线技术的核心是通过不同的时间点进行数据和信号的传输。与事件触发技术相比，选择不同的时间节点进行数据传递可以有效避免同时间传输对网络造成的负荷压力，错时传输更有效降低了宽带承载量，这样切实有效解决了带宽矛盾。

事件触发总线技术里摒弃一些较低节点，进而保证更高级的节点数据传输效果。依据不同时间点进行传输的技术，将对不同的传输节点进行统一设置，按系统类别对不同节点设置不一样的时期，第一时间段所要完成的任务，有着较为单一的性质，也有着很强的确定性质，进一步确保了数据传输的稳定性。可见，从错时角度考虑设置传输节点，可以有效减少网络资源的消耗，对信息处理的延误几率也小些，并且利用信息传输通信来确定时间点，有着较高的实效性质。

4、结束语

总之，结合以上阐述，深入阐述了航空电子总线技术，在分析过程，作为研究人员，要加强专业能力，要不断迎合时代发展，积极探索航空电子技术实际，以此才能有针对性的总结更加高效的电子数据总线技术措施，以为航空事业发展奠定良好基础。

参考文献：

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