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需求描述

航电多协议通用转换系统设计方案
在航电通信中因装备不同，通信方式多样，本系统主要目的是建立通信枢纽中心。可根据具体需求，通过配置通信通道，快速切换数据通信走向。在此基础上可根据系统性能进行本地数据分析或异地数据分析。
一、硬件系统结构
航电通信转换系统以工控机为主体，根据通信端口类型，加载1553B 板卡、RS422板卡、ARINC429板卡、AFDX光纤反射内存板卡，通过数据枢纽调度软件进行数据通信控制。硬件系统结构如下图：

1、 工控主机（基本配置）
CPU：4代 Intel® Core i7。
内存：8GB。
硬盘：1T固态硬盘（或磁盘阵列）；由数据量和数据库选型决定。
2、 1553B板卡
实现1553B数据总线通信，单功能（支持3种工作模式：1个BC、0-31个RT和1个BM，不可同时工作）、多功能（支持3种工作模式：1个BC、0-31个RT和1个BM，可同时多工作模式），2通道（每通道为A,B双冗余1553B通道），1553B数据总线通讯速率标准为1Mbps。
3、 RS422板卡
高速工业串口卡，8通道，每通道支持RS422,波特率最高可选10Mbps，每通道磁隔离。
4、 AFDX板卡
AFDX网络通信的接口设备，实现AFDX网络数据帧的收发，支持UDP/IP以及ICMP协议，实现AFDX网络通信协议栈功能，符合ARINC664标准。双余度或两个独立的10/100M 可配置AFDX端口，符合ARINC664协议，具有AFDX数据帧收发能力
5、 ARINC429板卡
实现ARINC429数据总线通信，8路收、发通道，波特率支持标准12.5K，48K（或50 K），100K，支持总线模式（穿行）和编码模式
6、 光纤反射内存板卡
光纤反射内存卡1路接收、1路发射，光纤高速网络2.125GHz；动态包长，每隔包4到1M个字节；光纤有效网络带宽50MByte/s；多模管线节点距离300M，单模光纤节点距离10KM。
7、 系统外形设计
系统主机外形目前设计采用4U标准工控机箱，如下图：


二、软件系统结构
系统核心功能在于支持多协议的通用配置协议转换。通过对RS422、光纤、AFDX、ARINC429、1553B通信协议进行解析，提出通用架构，通过可视化界面灵活配置方式解决协议无缝转发和数据采集。思路为，当设备的一个接口接收到数据，按用户配置界面的设置来解包，分析后存入转换数据库，再根据用户的调度配置信息，选择转换协议并匹配新网络协议，通过数据调度模块完成输出协议格式的处理和封包，最终转发至相应端口。同时根据实时接收数据进行采集和监测。
软件分为协议解析层、数据库、应用层，结构如下图：

软件系统结构
1、 协议解析层
协议解析层对RS422、光纤反射内存、AFDX、ARINC429、1553B接口数据进行协议解析，解析后数据存入数据库，同时根据调度软件要求转发至相应端口。
2、 数据库
数据库主要存储三类信息，包括用户对输入和输出协议选择的配置信息库，协议转发的应用数据和设备接口监测信息数据等，性能设计考虑因素是数据量和实时性。
3、 应用层
应用层分为调度配置软件、数据调度软件和数据分析软件。调度配置软件可灵活配置数据走向和相应协议转换。数据调度软件根据调度配置要求高效率转发数据。数据分析软件可以根据用户需要从数据库中读取相关数据进行分析。
三、系统功能设计
1）系统特点
本系统特点在于灵活，在硬件系统构建中，硬件端口具有一定冗余量，根据用户需求，可适当增加通信板卡。在软件结构中，PC端软件升级/更新更易实现。
目前方案是按照单机结构设计，若数据量大、通信频率速率高，则可采用磁盘阵列存取数据，调度配置软件和数据调度软件运行于一台工控机，数据分析独立运行于一台工控机，采取分布式处理方案，提高实时性。
本系统做为数据测试前期方案，具有灵活扩充性、适应性，在被测系统端口、数据确定后，可使用嵌入式方案，使系统小型化、固定化。
2）协议转化软件设计

根据系统要求，通过对各个接口电气特性和数据协议的深入分析，应用工程需求，整体思路是将各个接口输入转化为以太网协议，并通过DDS协议转化后与仿真系统到达互联。也可以将仿真系统DDS协议的数据按各个协议转化后输出。