光纤通道在航空电子领域的成功应用(20111027).pdf

FC在航空电子领域的 成功应用 旋极科技 创造奇迹 主讲人：冯晓旺 主要内容 FC总线发展概括 1 FC总线 2 FC-AE网络 3 FC-AE产品及解决方案 4 TTP/TTE MIC总线 目前国外各总线的发展趋势 CAN总线 ARINC429 1553B总线 AFDX总线 ARINC629 FC-AE/AV 1553\ASM MIL-1394B FlexRay总线 FC总线发展概括 1988年 1994年 当前发展阶段 由 X3T11小组制定，采用高速串行传输，可映射多种上层传输协议 ANSI X3.230-1994 根据光纤通道应用的领域不同，光纤通道标准还在不断更新和完善 高速串行传输协议 FC 制定初期目的 FC发展阶段的应用拓展  解决并行 SCSI遇到的技术瓶颈  可在同一物理介质上支持多种上层 协议传输 FCOE、 FC-IP、 FC-SCSI FC-AE-1553、 FC-AE-ASM、 FC-AV、 ARINC 818等 核心标准制定 相关标准不断制定  FC（ Fiber Channel），即光纤通道。

FC本身是一种高速的串行总线传输协议，支持多种上层应用协议映射 民用：存储区域网络 SAN 军用：航空电子环境 AE（ Avionics Environment) FC总线发展概括 FC总线  FC总线主要特性： 每条链路两根光纤的全双工传输方式； 单条链路的数据速率从 100Mbps到 10Gbps； 支持的最大距离为 10km； 使用小型连接器； 适合对距离不敏感的大容量应用； 具有广泛的可用性（采用标准组件）； 支持从小型系统到超级计算机的各种应用； 支持现有通道和网络协议的多种接口指令集 FC总线 -协议层次模型 FC-0 物理层 （物理介质、连接器、接收器、发送器） FC-1 编码层 （ 8B/10B编码解码、有序集） FC-2 协议层 （交换、序列、帧、服务类、流管理） FC-3 通用服务层 FC-4 映射层 上层协议（ ULP） FC协议 FC总线 -对比 OSI模型 FC总线 -帧结构 FC总线 -服务类型  FC总线定义了 6类服务，其中第 5类服务没有定义  1类服务和 6类服务：专用连接并且附带应答， 1类服务用于两个节点之间的连接， 6类服务提供多点传送服务；  4类服务：用于交换式拓扑，提供两个 N_Port之间的虚电路服务，带有服务质量保证。

 2类服务：提供有应答的无连接服务，用于多路传输，适合于处理关键性任务；  3类服务：提供无应答的无连接服务，用于多路传输，追求高性能降低了可靠性 服务方式的选择取决于传输数据的类型和通信的要求 不同的服务类型提供不同的服务 FC总线 -拓扑结构 FC总线 -拓扑结构 FC-AE网络 -协议  FC-AE（ Fiber Channel Avionics Environment）  FC-AE-1553  FC-AE-ASM （ Anonymous Subscriber Messaging ） （国内航空航电系统设计已采用）  FC-AE-FCLP （ Lightweight Protocol）  FC-AE-RDMA（ Remote Direct Memory Access）  FC-AE-VI （ Virtual Interface）  FC-AV（ Fiber Channel Audio Video）  ARINC 818 （ ADVB， Avionics Digital Video Bus） （国内已经开始预研 ） --（参考下一个报告） FC-AE网络 -协议  GJB 6410.1-2008 物理与信号接口 第 1部分： FC-PH  GJB 6410.2-2008 物理与信号接口 第 2部分： FC-PH-2  GJB 6410.3-2008 物理与信号接口 第 3部分： FC-PH-3  GJB 6411-2008 航空电子环境（ FC-AE） FC-AE网络 -ASM协议 该协议用途在于传输军用飞机的命令、控制、测试设备、 仿真、信号处理和传感器 /视频数据； 每条 ASM消息都是主动发出的； 单向交换中的单一的序列； 接收节点不需要知道消息的发送节点； 靠唯一的标识符来判断消息的含义 FC-AE网络 -ASM帧 ASM FC-AE网络 -ASM的一些规定 链路具有初始化、故障隔离和重启的功能 支持 Fabric和 N端口的明确式登陆登录和退出 (Implicit Login/Logout)方式；  FC的帧头中一些区域使用固定值； 登录注册的通用服务参数使用固定值； 所有的交换机必须具有按照消息的优先级进行路由安排的功能。

 FC-AE-ASM消息单播、多播和广播的具体发送与接收方式； 多帧处理方式 FC-AE网络 -应用实例 FC网络 -F35航电网络结构 FC-AE产品与解决方案  FC通用总线分析仪 ● 支持最大 8Gbps的协议分析系统，同时提供 4Gbps版本 ● 结构灵活，可级联最多形成 32 FC端口的测试 ● 具备丰富的触发和过滤功能 ● 具备自动错误检测功能 ● 对 FC总线上层协议完整的解码 ● 提供按本地时间顺序光纤数据流显示 ● 追踪内存最大支持 8G ● 提供 GbE和 USB2.0主机接口 ● 提供静态统计报告 ● 配置软件界面友好，方便使用，功能丰富 FC-AE产品与解决方案 多功能高智能的光纤通道接口测试模块  支持点对点，交换网络和仲裁环路  支持多种通信协议：包括 SCSI-3 FCP, FICON, JSF Anonymous Subscriber Messaging(ASM), FC-AV and FC-AE 1553等  IRIG-B时间码解码器 /生成器 ,提供了多块板和连续记录中捕捉全部  数据的精确时间标记的时间同步性， IRIG信号可由外部提供  内联端口配置使用户有能力监视接收数据流，未被破坏的数据流可重新路由到另一个端口，从而提供一个透明的分析器功能  在单一的 PCI/PCI-X插槽支持总线控制 DMA的运行  具有可扩展的存储器资源  支持数据速率达到 4.25 Gigabaud 包括非标准的光纤通道时钟频率，  每个接口可以分别在不同的速率下运行；  使用 AIT公司的网络服务器软件接口，用户可通过本地区域的以太网对该模块实行远程控制 FC-AE产品与解决方案  fcXplor 双端口数据产生 /模拟 ● 数据可以产生可以在任何的协议层（ FC-1,FC-2和 FC-4) ● 内联复制 -收到信号立即输出 ● 存档文件回放 ● 用户可编程定义 sequences, frames, ordered sets and Source ID ● 可以在任何帧头和负载参数注入错误 ● Data Corruptor（插入新的数据、修改帧和有序序列，删除或替换现有的数据帧）。

● 传输帧用户自定义（帧创建器） ● 控制和指挥脚本能够被定义阻止数据传输，直到要求接收数据 被检测 双端口按时间序列监视器和分析器 ● 按时间序列捕捉数据存储到内存或主机存储介质 ● 用户可利用自定义过滤器捕捉相应的数据 ● 触发器事件灵活 ● 捕捉记录包括所有的关键信息（ source and destination ID, time stamp, protocol, errors, bit expansion and labeling of Frame Header control bits, payload data等） . ● 用户的控制信息可以被显示 ● 立即存取或观察捕捉数据 提供基于板卡的二次开发编程接口 API FC-AE产品与解决方案 FC-AE产品与解决方案 EO-1飞行数据系统 — 光纤介质 。