CN209070335U - Afdx数据记录分析器及设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种AFDX数据记录分析器及设备，涉及计算机应用技术领域，该AFDX数据记录分析器包括FPGA芯片和与FPGA芯片分别相连的加密芯片、闪存器、拨码开关、端口物理层、闪存加载器；还包括通过端口物理层与FPGA芯片相连的以太网接口、下载口、镜像口，以及与以太网接口相连的光口、电口。本实用新型通过光口和电口支持光和电两种通信介质，通过采用以太网接口进行数据采集、数据转发和数据监控，进而可以提高AFDX数据记录分析器实现功能的全面性。

Description

AFDX数据记录分析器及设备

技术领域

本实用新型涉及计算机应用技术领域，尤其是涉及AFDX数据记录分析器及设备。

背景技术

AFDX(Avionics Full Duplex Switched Ethernet，航空电子全双工交换式以太网)通过采用电信标准的异步传输模式(ATM)概念来解决IEEE802.3 以太网的缺陷。

一些AFDX设备使用光纤作为传输介质。在机载AFDX网络中，由于同轴电缆并未被光纤完全取代，因此需要AFDX光电转换器为同轴电缆和光纤提供光电转换。为了保证AFDX网络通信的可靠性、实时性，对AFDX 光电转换器的数据转换正确性、数据帧顺序、转换延迟提出了严格的要求。

但是，目前AFDX设备在独立工作、通信介质等方面，存在功能单一的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供AFDX数据记录分析器及设备，通过光口和电口支持光和电两种通信介质，以及通过采用以太网接口进行数据采集、数据转发和数据监控，可以提高AFDX数据记录分析器实现功能的全面性。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种AFDX数据记录分析器，其中，包括FPGA芯片和与FPGA芯片分别相连的加密芯片、闪存器、拨码开关、端口物理层、闪存加载器；

还包括通过端口物理层与FPGA芯片相连的以太网接口、下载口、镜像口，以及与以太网接口相连的光口、电口。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，FPGA芯片包括相连接的GMII接口、用户端口接口、数据缓存控制器和MAC控制器，还包括与数据缓存控制器相连的NAND FlASH 接口。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，光口包括：多个SC接口和多个LC接口。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，SC接口的接收波长为1310nm， SC接口的发射波长为1550nm。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，SC接口包括两组全双工SC接口，每组全双工SC接口均包括第一路SC接口和第二路SC接口，第一路SC 接口的接收波长为1310nm，发射波长为1550nm；第二路SC接口的接收波长为1550nm，发射波长为1310nm。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，电口包括多路RJ45接口。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，还包括与FPGA芯片相连的计数器和电源。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种AFDX数据记录分析设备，包括机箱以及如第一方面任一项的AFDX数据记录分析器；

AFDX数据记录分析器上设有多个定位孔，机箱上设有与定位孔相匹配的垫柱，通过嵌套的垫柱和定位孔，将AFDX数据记录分析器固定于机箱上。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，机箱的外壳上还设置有风扇。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，还包括与机箱相连的电源适配器。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

本实用新型提供的一种AFDX数据记录分析器及设备，该AFDX数据记录分析器包括FPGA芯片和与FPGA芯片分别相连的加密芯片、闪存器、拨码开关、端口物理层、闪存加载器；还包括通过端口物理层与FPGA芯片相连的以太网接口、下载口、镜像口，以及与以太网接口相连的光口、电口。本实用新型通过光口和电口支持光和电两种通信介质，通过采用以太网接口进行数据采集、数据转发和数据监控，进而可以提高AFDX数据记录分析器实现功能的全面性。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的AFDX数据记录分析器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的MAC控制器的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的NAND FlASH接口的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的用户端口接口的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的数据缓存控制器的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的GMII接口的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的AFDX数据记录分析设备的结构示意图。

图标：100-FPGA芯片；200-加密芯片；300-闪存器；400-拨码开关； 410-端口物理层；411-下载口；420-端口物理层；421-镜像口；430-端口物理层；500-闪存加载器；600-以太网切换开关；610-光口；620-电口； 710-HWA-AFDX-C8板卡；720-电口转接板；800-机箱。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

AFDX(Avionics Full Duplex Switched Ethernet，航空电子全双工交换式以太网)通过采用电信标准的异步传输模式(ATM)概念来解决IEEE802.3 以太网的缺陷。一些AFDX设备使用光纤作为传输介质。在机载AFDX网络中，由于同轴电缆并未被光纤完全取代，因此需要AFDX光电转换器为同轴电缆和光纤提供光电转换。为了保证AFDX网络通信的可靠性、实时性，对AFDX光电转换器的数据转换正确性、数据帧顺序、转换延迟提出了严格的要求。但是，目前AFDX设备在独立工作、通信介质等方面，存在功能单一的问题。基于此，本实用新型实施例提供的一种AFDX数据记录分析器及设备，可以提高AFDX数据记录分析器实现功能的全面性。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种 AFDX数据记录分析器进行详细介绍。

实施例一：

本实施例提供了一种AFDX数据记录分析器，如图1所示，该AFDX 数据记录分析器包括FPGA芯片100和与FPGA芯片100分别相连的加密芯片200、闪存器300(FLASH)、拨码开关400、端口物理层410、端口物理层420、闪存加载器500、计数器和电源；还包括通过端口物理层430与 FPGA芯片100相连的以太网切换开关600、下载口411、镜像口421，以及与以太网切换开关600相连的光口610、电口620。

其中，上述的FPGA芯片100、加密芯片200、FLASH、拨码开关400、闪存加载器500、计数器、电源以及以太网切换开关600共同构成机载功能模块，上述的物理连接层构成扩展功能模块，上述的光口610、电口620、下载口411、镜像口421共同构成对外接口。

在一种可能的实现方式中，上述的FPGA芯片100、加密芯片200、闪存器300、拨码开关400、端口物理层410、闪存加载器500、以太网切换开关600、下载口411、镜像口421、光口610、电口620、计数器和电源等均集成于单板上。

根据本实用新型的示例性实施例，光口610包括：多个SC接口和多个 LC接口。电口620包括多路RJ45接口。

其中，SC接口包括两组全双工SC接口，每组全双工SC接口均包括第一路SC接口和第二路SC接口，第一路SC接口的接收波长为1310nm，发射波长为1550nm；第二路SC接口的接收波长为1550，发射波长为1310 nm。LC接口的发射波长为1310nm，LC接口的接收波长范围为1260 -1380nm。

在SC接口一种具体的实现方式中，SC接口可以包括SC1接口、SC2 接口、SC3接口、SC4接口；上述SC1接口和SC4接口的接收波长均为 1310nm，发射波长均为1550nm、SC2接口和SC3接口的接收波长均为 1550nm，发射波长均为1310nm。SC1接口的双向数据在被存储下来的同时，通过SC2接口转发，数据不做任何处理。SC3接口的双向数据在被存储下来的同时，通过SC4接口转发，数据不做任何处理。

在LC接口一种具体的实现方式中，LC接口可以包括LC1接口、LC2 接口；上述LC1接口、LC2接口的发射波长均为1310nm，接收波长范围均为1260-1380nm。LC1-R端口接收的数据在被存储下来的同时，通过 LC2-T端口转发，数据不做任何处理；LC2-R端口接收的数据在被存储下来的同时，通过LC1-T端口转发，数据不做任何处理。

根据本实用新型的示例性实施例，光口610和电口620用于采集AFDX 数据和以太网数据，且最大数据速率可以达到100Mbps。

上述的AFDX数据和以太网数据存储于预先建立的存储文件中，该存储文件以数据记录开始时的北京时间作为文件名，对文件建立绝对时间标志。文件内部记录的数据帧通过相对时间(以第一条数据为时间0，相对时间单位1us)、端口号(电口620号或光口610号)进行标识，记录本次上电过程中的所有数据；其中，(即四路电口620或三路光口610)。AFDX数据记录分析器每次上电后，所有光口610和电口620采集的AFDX数据和以太网数据，均从上次存储文件末地址块后开始一个新的地址块继续存储；当存储地址到达闪存器300容量的最大地址后，只要闪存器300存储器起始地址有空的可用存储区，则继续循环存储；若循环存储的过程中，已经没有可用的闪存区域，则直接将数据转发，停止记录功能。

进一步的，以太网接口，可作为下载接口，用于对AFDX数据、标准以太网数据进行读取，并存储为标准格式(xxx.pcap)文件。此外，以太网接口还可作为监控端口，用于对光口610、电口620中指定的一路数据进行实时数据监控。以太网接口支持1000M速率。

进一步的，拨码开关400用于实现模式选择，具体的实现方式包括如下两种：

方式一：数据记录模式；拨码开关400用于实现对4路电口620(RJ-45 接口)或3路光口610(SC1接口、SC3接口、LC1接口)的数据记录。

方式二：数据记录+实时监控模式；拨码开关400用于在数据记录模式的基础上，实现实时监控4路电口620中的一路或3路光口610中的一路信号。

综上所述，本实施例提供的AFDX数据记录分析器主要用于实现在不影响设备光口610、电口620正常通信的情况下，完成对光口610、电口620 所有双向传输数据(即AFDX数据、标准以太网数据)的存储，并提供数据回读功能。通过标准以太网RJ-45接口对AFDX数据、标准以太网数据进行读取，并存储为标准格式(xxx.pcap)文件。标准以太网RJ-45接口在进行数据记录的同时，还可以对光口610、电口620中指定的一路数据进行实时数据监控。

根据本实用新型的示例性实施例，FPGA芯片100包括相连接的GMII 接口、用户端口接口、数据缓存控制器和MAC控制器，还包括与数据缓存控制器相连的NAND FlASH接口。

进一步的，参照图2所示的MAC控制器，用于当通过光口610和电口 620进行数据采集时，接收完整的数据帧，并对数据帧的前导位、起始位、 IPCHECKSUM和CRC进行标记。

进一步的，参照图3所示的NAND FLASH接口，用于对选通的一组 FLASH进行复位、工作模式设置等操作，配合上对数据buffer接口的读写，可以将数据写入或读出FLASH。

进一步的，参照图4所示的用户端口接口，主要是用于连接GMII接口和诸如拨码开关400、加密芯片200、闪存器300和FPGA芯片100等功能模块的通信。用户端口接口通过GMII接口接收主机通过寄存器读写方式下发的控制指令后，转发至相应功能模块，同时将存储的数据和MIB等信息通过以太网接口上报主机。

进一步的，参照图5所示的数据缓存控制器，用于管理和调度RAM缓存的使用，缓存发送PORT端口和接收的数据帧，并为主机和发送流量控制模块提供相应的数据帧输入输出统计信息。

进一步的，参照图6所示的GMII接口，主要用于连接PHY芯片和 AFDX模块之间的数据通信。通过主机驱动程序、PHY芯片和GMII接口模块之间的相互配合，完成终端设备和主机之间的双向数据传输操作。

实施例二：

本实施例提供了一种AFDX数据记录分析设备，如图7所示，该设备包括上一实施例所提供的AFDX数据记录分析器，还包括可拆卸的机箱 800。

AFDX数据记录分析器上设有多个定位孔，机箱800上设有与定位孔相匹配的垫柱，通过嵌套的垫柱和定位孔，将AFDX数据记录分析器固定于机箱800上。

在一种具体的实现方式中，如图7所示，AFDX数据记录分析器分为 HWA-AFDX-C8板卡710和电口转接板720。通过螺钉将HWA-AFDX-C8 板卡710的6个定位孔固定到机箱800的6个垫柱上，垫柱与定位孔的位置一一对应。通过螺钉将电口转接板720的4个定位孔固定到机箱800的4 个垫柱上，垫柱与定位孔的位置一一对应。此外，将排线分别插入电口转接板720和HWA-AFDX-C8板卡710的安装槽内，实现HWA-AFDX-C8板卡710和电口转接板720的连接。

根据本实用新型的示例性实施例，机箱800的外壳上设置有与电源、以太网接口、光口610、电口620、拨码开关400等一一对应的信号指示灯；信号指示灯来标识对应数据端口的连接状态、数据收发和连接速度等工作状态。

机箱800的外壳上还设置有至少一个风扇。

进一步的，AFDX数据记录分析器还包括与机箱800相连的电源适配器。电源适配器与设置于机箱800的外壳上的AC～220V电源接口相连接。

本实用新型提供的一种AFDX数据记录分析器及设备，该AFDX数据记录分析器包括FPGA芯片100和与FPGA芯片100分别相连的加密芯片 200、闪存器300、拨码开关400、端口物理层、闪存加载器500；还包括通过端口物理层与FPGA芯片100相连的以太网接口、下载口411、镜像口 421，以及与以太网接口相连的光口610、电口620。本实用新型通过光口 610和电口620支持光和电两种通信介质，通过采用以太网接口进行数据采集、数据转发和数据监控，进而可以提高AFDX数据记录分析器实现功能的全面性。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种AFDX数据记录分析器，其特征在于，包括FPGA芯片和与所述FPGA芯片分别相连的加密芯片、闪存器、拨码开关、端口物理层、闪存加载器；

还包括通过所述端口物理层与所述FPGA芯片相连的以太网接口、下载口、镜像口，以及与所述以太网接口相连的光口、电口。

2.根据权利要求1所述的AFDX数据记录分析器，其特征在于，所述FPGA芯片包括相连接的GMII接口、用户端口接口、数据缓存控制器和MAC控制器，还包括与所述数据缓存控制器相连的NAND FlASH接口。

3.根据权利要求1所述的AFDX数据记录分析器，其特征在于，所述光口包括：多个SC接口和多个LC接口。

4.根据权利要求3所述的AFDX数据记录分析器，其特征在于，所述SC接口包括两组全双工SC接口，每组所述全双工SC接口均包括第一路SC接口和第二路SC接口，所述第一路SC接口的接收波长为1310nm，发射波长为1550nm；所述第二路SC接口的接收波长为1550nm，发射波长为1310nm。

5.根据权利要求3所述的AFDX数据记录分析器，其特征在于，所述LC接口的发射波长为1310nm，所述LC接口的接收波长范围为1260-1380nm。

6.根据权利要求1所述的AFDX数据记录分析器，其特征在于，所述电口包括多路RJ45接口。

7.根据权利要求1所述的AFDX数据记录分析器，其特征在于，还包括与所述FPGA芯片相连的计数器和电源。

8.一种AFDX数据记录分析设备，其特征在于，包括机箱以及如权利要求1-7任一项所述的AFDX数据记录分析器；

所述AFDX数据记录分析器上设有多个定位孔，所述机箱上设有与所述定位孔相匹配的垫柱，通过嵌套的所述垫柱和所述定位孔，将所述AFDX数据记录分析器固定于所述机箱上。

9.根据权利要求8所述的AFDX数据记录分析设备，其特征在于，所述机箱的外壳上还设置有风扇。

10.根据权利要求8所述的AFDX数据记录分析设备，其特征在于，还包括与所述机箱相连的电源适配器。