探讨测试基于FC-AE-A航电测试接口设计与实现

论文导读：
摘要：光纤通道（Fiber Channel）网络具有高实时、高可靠、高带宽、低传输延迟、长传输距离等方面的良好特性，是新一代先进综合式航空电子系统高速通信统一网络的最佳选择。航空电子环境下的光纤通道匿名消息（FC-AE-A）协议用于支持航空电子运用的处理器、传感器和显示器之间安全、低延迟的通信。自主研发基于FC-AE-A的航电测试系统，对于构建新一代先进综合式航空电子系统具有重要的作用。FC-AE-A仿真测试接口卡是组建FC-AE-A航电测试系统的基础与关键。论文在深入浅析FC-AE-A协议的基础上，着重探讨了FC-AE-A仿真测试接口卡的设计，FC-AE-A航电总线测试系统的组建及其测试策略，最后利用网络仿真工具OPNET建模，初步验证了所设计的测试接口卡及测试系统。论文在对光纤通道协议簇以及航空电子环境下匿名消息协议进行深入浅析的基础上，根据FC-AE-A仿真测试接口卡的功能和性能需求，给出了接口卡的软硬件总体设计案例以及工作流程。基于设计的接口卡硬件平台，将FC-AE-A协议栈的软件设计分层在光纤通道协议处理器层固件程序及主机驱动层程序中实现，深入浅析了光纤通道协议芯片与主机PC之间通过PCI总线在数据传输时的实时性不足，并采取在双口RAM中设置信号灯标志位的策略，解决了消息传输的实时性不足。论文给出了实时系统VxWorks下光纤通道协议处理器层固件程序以及Windows实时扩展子系统RTX下机驱动层程序的具体设计案例，对其中关键模块的设计和流程进行了深入的探讨，完成了协议栈的软件设计。浅析和总结了常用的数据帧队列调度算法，给出了一种优先级队列(PQ)算法与加权循环(WRR)算法相结合的数据帧调度算法(PQ+WRR)，该算法既保证了最高优先级队列中紧急的消息数据能得到优先调度，又避开了其他低优先级队列中的消息数据由于长时间未被调度而产生饿死的不足。论文采取设计的FC-AE-A仿真测试接口卡，FC交换机，计算机主机，光纤协议浅析仪及相关协议浅析软件组建了FC-AE-A航电测试系统，探讨了网络系统性能测试策略和性能评价指标，给出了一种基于数据包环回延迟测试原理的ping-pang测试策略来完成系统关键参数的测试。论文利用网络建模仿真工具OPNET对设计的仿真测试接口卡FC-AE-A协议栈及测试系统建模仿真，详细论述了建模中帧模型，链路模型，节点模型，进程模型和网络模型的设计策略，给出了系统仿真结果，初步验证了仿真测试接口卡FC-AE-A协议栈及测试系统设计的可行性。关键词：光纤通道论文FC-AE-A论文仿真测试接口卡论文航电测试系统论文
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ABSTRACT6-11
第一章 绪论11-15

1.1 选题背景和作用11-12

1.2 国内外相关探讨及运用近况12-13

1.3 论文的主要探讨内容13-14

1.4 论文的组织与安排14-15

第二章 FC-AE-A 协议浅析及仿真测试接口卡总体设计15-30

2.1 光纤通道协议浅析15-19

2.

1.1 光纤通道协议概述15

2.

1.2 光纤通道协议特点15

2.

1.3 光纤通道统一网络在航空电子系统中的运用15-16

2.

1.4 光纤通道协议模型16-18

2.

1.5 光纤通道协议服务类型18-19

2.2 FC-AE-A 协议浅析19-23

2.1 FC-AE-A 协议概述19-20

2.2 FC-AE-A 协议属性20-23

2.3 仿真测试接口卡总体设计23-29

2.3.1 仿真测试接口卡需求浅析23-25

2.3.2 仿真测试接口卡的性能评价及要求25

2.3.3 仿真测试接口卡硬件总体设计25-27

2.3.4 仿真测试接口卡软件总体设计27-29

2.4 本章小结29-30

第三章 仿真测试接口卡嵌入式处理器层软件设计30-41

3.1 嵌入式处理器层软件开发环境30-31

3.

1.1 光纤通道接口芯片概述30

3.

1.2 嵌入式操作系统介绍30-31

3.2 数据接收实时性不足及数据接收双口 RAM 存储器组织31-32
3.论文导读：协议处理层软件设计与实现52-554.6运用接口层设计55-584.7本章小结58-60第五章FC-AE-A航电系统测试策略探讨及仿真建模60-685.1系统测试策略探讨60-625.1.1系统性能测试平台60-615.1.2系统性能测试策略61-625.2系统建模仿真62-675.2.1系统仿真建模设计62-665.2.3系统仿真建模结果66-675.3本章小结67-68第六章总

2.1 数据接收实时性浅析31

3.

2.2 数据接收双口 RAM 组织31-32

3.3 嵌入式处理器层软件设计32-34

3.4 嵌入式处理器层软件实现34-37

3.4.1 中断流程实现34-35

3.4.2 DMA 配置实现35

3.4.3 发送接收队列数据结构35-37

3.5 队列调度算法设计与实现37-40

3.5.1 队列调度模型37-38

3.5.2 队列调度算法概述38

3.5.3 队列调度算法浅析38

3.5.4 队列调度算法设计与实现38-40

3.6 本章小结40-41

第四章 仿真测试接口卡主机驱动层软件设计41-60

4.1 主机驱动层软件开发环境浅析41-42

4.2 数据发送实时性不足及数据发送双口 RAM 存储器组织42-43

4.

2.1 数据发送实时性浅析42-43

4.

2.2 数据发送双口 RAM 组织43

4.3 主机驱动层软件总体设计43-44

4.4 硬件接口层软件设计与实现44-52

4.1 内存访问的设计与实现45-46

4.2 物理内存分配与 DMA 操作的设计与实现46-48

4.3 中断服务程序设计与实现48-52

4.5 协议处理层软件设计与实现52-55

4.6 运用接口层设计55-58

4.7 本章小结58-60

第五章 FC-AE-A 航电系统测试策略探讨及仿真建模60-68

5.1 系统测试策略探讨60-62

5.

1.1 系统性能测试平台60-61

5.

1.2 系统性能测试策略61-62

5.2 系统建模仿真62-67
5.

2.1 系统仿真建模设计62-66

5.

2.3 系统仿真建模结果66-67

5.3 本章小结67-68
第六章 总结与展望68-70

6.1 总结68-69

6.2 展望69-70

致谢70-71
参考文献71-75