基于FPGA和PCI的AFDX终端接口卡设计

摘 要： 航空电子全双工交换式以太网(AFDX)是在商用以太网的基础上经过改进实时性和可靠性建立起来的。依据ARINC664规范第7部分对终端接口卡时延和抖动的性能要求，提出基于FPGA和PCI的AFDX终端接口卡的整体设计方案，对发送和接收模块等关键模块进行了设计，并分析了PCI接口驱动程序。测试结果表明,该接口卡实时性好、传输速率高、稳定可靠，符合AFDX协议标准。
关键词： 航空电子全双工交换式以太网； 终端接口卡； 虚链路

航空电子系统的发展已成为现代飞机性能不断提高的重要因素。以ARINC429和1553B为代表的现役机载总线已不能满足现代航空电子系统对通信速度和带宽的要求。美国航空电子技术委员会（AEEC）提出了航空电子全双工交换式以太网AFDX(Avionics Full Duplex Switched Ethernet)，它是在商用交换式以太网的基础上，经过实时性和可靠性等方面的改进建立起来的，符合IEEE802.3和ARINC664规范。
AFDX是一种全双工、高数据率、双冗余的总线，具有传输速度快、易扩展、可维护性好等优点，可以有效减少系统布线，减轻飞机重量。不仅能满足航空电子系统数据通信对带宽的需求，并已成功应用于A380和B787，也是我国新研制大型客机的理想选择[1]。作为AFDX的重要组成部分，终端接口卡性能的好坏直接影响到AFDX网络的整体性能。因此，设计可靠性高、实时性好、满足实际应用需求的AFDX终端接口卡具有广阔的应用前景和良好的经济、军事效益。
1 AFDX终端接口卡总体设计
依据ARINC664规范对终端系统的要求，在参考了参考文献[2]对终端协议芯片的设计和相关成熟产品的基础上，提出一种AFDX终端接口卡的设计方案。该接口卡性能特点为:采用Stratix II系列FPGA芯片实现协议栈主要功能，可以实