AFDX组成

AFDX网络是一种以交换机为中心的双冗余、星型拓扑网络，包括端系统（End system）、交换机 (Switch)和传输链路三部分，网络组成如图1所示。端系统是实现航空电子子系统间数据共享的接口，主要完成AFDX网络通信的协议解析和数据收发功能。交换机是航空电子系统间大容量高速数据交换的枢纽，完成AFDX网络数据帧的路由转发、过滤、警管功能，并对AFDX网络传输进行监控和捕获，确保各航电子系统之间安全可靠的数据通信。传输链路是AFDX网络设备之间进行互联的通信介质，通常使用专用线缆。

AFDX协议简介
AFDX网络协议满足航空数据网络ARINC664协议族的第七部分。在通信协议和拓扑结构上采用全双工、双余度、虚链路带宽固定分配、完整性检查和余度管理等措施，使之满足航空电子系统通信对高带宽、低延迟、强实时性、确定性、高可靠性的通信服务要求。
AFDX协议层次

物理层：采用以太网协议（IEEE802.3标准）；
链路层：在以太网协议基础上增加VL（虚拟链路技术）；
网络层：IP协议；
传输层：UDP协议（三类端口：采样、队列、SAP）。
AFDX关键技术
AFDX关键技术包括端系统和交换机的关键技术。
☞端系统协议关键技术
     ▶ 虚拟链路VL
VL定义了一个从一个源端系统到一个或多个目的终端系统的逻辑通路，通过控制带宽分配间隙（BAG）和最大帧长（Lmax），对AFDX网络带宽进行控制。每一个VL在逻辑上是隔离的，每个VL都有专门的带宽，在有效的带宽内相互不影响。
某条虚链路带宽最大可用带宽＝Lmax /BAG。

       ▶ 通讯端口
AFDX网络支持三类通信端口：采样端口、队列端口、SAP端口。

采样端口：

队列端口：

SAP端口：用来在AFDX网络间进行通信，可以通过网关或路由器访问其它网络；SAP端口和队列端口的区别在于使用SAP端口可以定义IP目的地址和UDP目的地址，便于和兼容网络进行通信。
      ▶ 流量控制
在每个端系统的输出端，与某条特定的VL相关联的帧的流量用两个参数描述：带宽分配间隔（BAG）和抖动（Jitter）。如果经过调度器的帧没有抖动，BAG反映了在同一个VL中两个相邻的帧的起始二进制之间的最小时间间隔。

     ▶ 调度
如果一个发送端系统有多条虚拟链路，就需要进行调度，调度器是用来对来自于规整器的不同流量进行多路复用。

     ▶ 抖动
在调度单元，对于特定的VL，帧在一定的时间段内被输出。这个时间段被称作最大允许抖动。
      ▶ 余度管理
AFDX端系统支持两个物理端口A和B。发送时，某条VL可配置是否采用冗余端口进行发送；接收时，端系统接收采用先有效者赢的策略，选择其中一路数据帧，提交上层处理。
备份策略：如下图所示，交换机1和交换机2互为备份，端系统A通过两个冗余端口发送相同的数据，分别经过交换机1和2到达端系统B的两个冗余端口。

     发送余度管理：发送时，每个帧都被复制一份，同时从不同的网络发送出去，保证如果一个网络出现故障，通信可以从另一个网络正常进行。两个网络是完全独立的，任何一个网络上的故障不会对另一个网络产生影响。网络数据在发送时，在帧FCS之前增加序列号SN，帧格式如下。

     接收余度管理：根据“先到先有效”的原则去除掉多余或不合法的数据帧。

     ▶ 完整性检查
这个功能模块是检查两个端口接收帧的完整性，过滤无效帧。以帧序列作为判断帧完整性的依据，SN从1到255循环，根据上一个帧的序列号PSN，判断当前帧是否有效。如果当前接收到的SN位于[PSN“+”1，PSN“+”2]，则认为这个SN是有效的，否则这一帧将被丢弃。对SN为0的帧视为有效帧，ES复位后收到的该VL的第一个帧为有效帧。
完整性检查和余度管理模块相互独立工作。
☞交换机协议关键技术
AFDX网络交换机包括交换（警管、过滤）、配置、监控、捕获、内嵌端系统等五大功能模块。

     交换功能：根据配置表，将数据帧从输入端口转发到一个或多个输出端口，包括输入端口本身；
      过滤功能：对进入交换机的帧进行完整性检查，丢弃违反规则的帧；
      警管功能：对进入交换机的帧进行流量控制，丢弃超过带宽的帧，以确保网络对于错误的排除；
      端系统功能：与外界通信，实现交换机的网络管理和数据加卸载功能；
      监控功能：监控交换机的统计信息和工作状态；
      捕获功能：对交换机任意端口或VL数据的实时采集与输出：
      ① 使用捕获配置表，对经过交换机的帧进行捕获，通过捕获端口输出；
      ② 支持两种捕获模式：基于VL的捕获和基于端口的捕获。

     配置加载：交换机至少包含2个配置文件：默认配置文件和OPS配置文件。交换机使用配置表中的参数进行过滤和管制功能，交换功能，端系统功能；
      模式/管脚编程：交换机支持6种模式：INIT、OPS、DL、SHOP、PASSIVE和QUIET，采用如下图的方式进行切换。

AFDX网络产品
经过多年的研究与积累，目前在AFDX网络产品研制方面，翔腾微电子已形成了关键IP、核心芯片、板级产品、配套软件及系统应用的“一站式”解决方案，具有完全的自主知识产权。

     AFDX仿真系统平台完成机载及地面测试的各个环节，主要有以下功能：
      ● 核心系统：完成最主要的数据信息交互工作，各端系统为挂载到AFDX网络上的记载设备，交换机负责完成各端系统传输数据的集合与中转；
      ● 数据加载：将配置表加载至交换机和各端系统；
      ● 网络配置：完成网络配置，即根据网络规划生成配置表；
      ● 网络管理：完成网络管理工作，即对网络运行的健康状态进行管理；
      ● 网络仿真与测试：完成网络仿真与测试工作，即对网络故障或事务进行定位和分析；
      ● 网络监听：通过数据分析设备采用非侵入式对网络传输进行监听和分析。