航空電子數(shù)據(jù)總線用戶需要更高的可靠性和靈活性

新舊軍用飛機(jī)平臺(tái)在其新的航空電子數(shù)據(jù)總線選擇中繼續(xù)采用高速網(wǎng)絡(luò)，選擇高速以太網(wǎng)和ARINC 429等協(xié)議。與此同時(shí)，MIL-STD 1553盡管速度較慢，但仍繼續(xù)在新設(shè)計(jì)和維持合同中生存。

設(shè)計(jì)的可靠性和靈活性是軍用航空電子集成商希望從數(shù)據(jù)總線解決方案中獲得的，無(wú)論是 MIL-STD 1553 還是 40 GBit 以太網(wǎng)。雖然這是一個(gè)商用現(xiàn)貨 （COTS） 市場(chǎng)，但航空電子數(shù)據(jù)總線用戶通常希望能夠靈活地調(diào)整 COTS 產(chǎn)品，以滿足其從尺寸、加固性和成本角度的特定需求。

“傳統(tǒng)和新設(shè)計(jì)的飛機(jī)都在增加現(xiàn)代化的高速網(wǎng)絡(luò)，其要求和成本符合客戶的預(yù)算，”Curtiss-Wright Defense Solutions的Mark Grovak說?！皩?duì)于新飛機(jī)來(lái)說，使用1或10 Gb以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)是輕而易舉的，因?yàn)樗麄冋跒樾嘛w機(jī)布置布線。對(duì)于傳統(tǒng)飛機(jī)，數(shù)學(xué)更難，因?yàn)槭褂弥С指鞌?shù)據(jù)速率的布線重新布線傳統(tǒng)飛機(jī)會(huì)產(chǎn)生額外的成本。

“經(jīng)過驗(yàn)證的可靠性是選擇航空電子數(shù)據(jù)總線解決方案的關(guān)鍵因素，”數(shù)據(jù)設(shè)備公司（DDC）的Michael Hegarty說。他補(bǔ)充說，他們還希望在制造或購(gòu)買時(shí)有靈活的選擇。例如，他說，利用“COTS板級(jí)解決方案或可用于設(shè)計(jì)定制卡的芯片級(jí)解決方案”。

流行的協(xié)議

Hegarty指出，在協(xié)議支持方面，靈活性也很重要，設(shè)計(jì)人員希望選擇使用MIL-STD 1553，ARINC 429，CANbus，RS232 / 485，離散I / O等，以及使用以太網(wǎng)或USB的網(wǎng)絡(luò)連接解決方案。

“當(dāng)今最受歡迎的商業(yè)航空電子數(shù)據(jù)總線解決方案之一仍然是ARINC 429，”Astronics Ballard Technology副總裁兼總經(jīng)理Jon Neal說?！斑@通常用于改裝到軍用飛機(jī)上的新型航空電子顯示器和系統(tǒng)。

Hegarty說，ARINC 429“繼續(xù)用于商用飛機(jī)，盡管ARINC 664 Part 7在這些商用飛機(jī)應(yīng)用中的使用似乎正在增加。

光纖通道在許多軍事航空電子設(shè)備應(yīng)用中仍然占有市場(chǎng)份額，這些應(yīng)用需要比1553更快的速度，Critical I / O總裁Jack Staub說。現(xiàn)在，他們的許多客戶也在轉(zhuǎn)向以太網(wǎng)解決方案，他補(bǔ)充道。關(guān)鍵 I/O 的光纖通道產(chǎn)品之一是 FCA2540-XMC 系列，它具有兩個(gè)銅纜或光纖接口，并提供兩個(gè)獨(dú)立的 8/4/2/1 Gbps 光纖通道通道通道，采用 XMC 外形，帶有 PCI-Express 主機(jī)接口。

就其本身而言，DDC為靈活的航空電子I / O解決方案提供ACE Extreme系列產(chǎn)品：芯片級(jí)解決方案（Total-ACE Extreme），板級(jí)解決方案（ACE Extreme板提供PMC，XMC，PCIe，Mini-PCIe和其他外形尺寸）或盒級(jí)解決方案。所有 ACE 產(chǎn)品共享一個(gè)通用的軟件平臺(tái)。

以太網(wǎng)、以太網(wǎng)、以太網(wǎng)

“在任務(wù)系統(tǒng)中使用以太網(wǎng)作為數(shù)據(jù)平面似乎正在增加，”Hegarty說?！皬臍v史上看，以太網(wǎng)有兩個(gè)主要缺點(diǎn) - 缺乏'確定性'和與TCP / IP協(xié)議相關(guān)的開銷。與光纖通道相比，這兩個(gè)因素都限制了以太網(wǎng)的實(shí)時(shí)性能。以太網(wǎng)有一些新的實(shí)時(shí)擴(kuò)展，但它們?cè)诤娇针娮釉O(shè)備中的使用非常有限。

Grovak表示，他看到對(duì)以太網(wǎng)的需求不斷增長(zhǎng)，因?yàn)? Gb和10 Gb以太網(wǎng)是Curtiss-Wright客戶要求的主要新數(shù)據(jù)總線?！半S著飛機(jī)處理能力的不斷提高，對(duì)更快的網(wǎng)絡(luò)的需求也將增加，以便在飛機(jī)周圍移動(dòng)由此產(chǎn)生的信息。我們將以太網(wǎng)從 10 GbE 增加到 40 GbE 及更高，將其視為主要路線圖。由于光纖基礎(chǔ)設(shè)施的到位，F(xiàn)-35和F/A-18上的2 Gb FiberChannel的傳統(tǒng)應(yīng)用將在可預(yù)見的未來(lái)使用。

MIL-STD 1553 需求依然強(qiáng)勁

如上所述，可靠性是每個(gè)航空電子數(shù)據(jù)總線客戶的關(guān)鍵需求，還有什么比1553更可靠呢？

“繼續(xù)使用1553有許多因素，”Hegarty說，首先是絕大多數(shù)傳統(tǒng)飛機(jī)都在使用它來(lái)指揮主要功能子系統(tǒng)之間的命令/狀態(tài)。用替代總線替換 1553 需要更換連接到總線的每個(gè)電子盒;平臺(tái)上的許多現(xiàn)有系統(tǒng)“不需要更高的帶寬，因此不值得投資用不同的技術(shù)替換1553。［它是］防彈數(shù)據(jù)總線。其他數(shù)據(jù)總線可能更快，但它們?cè)趯?duì)電磁效應(yīng)的耐受性方面沒有提供類似的魯棒性。

用于現(xiàn)代化和技術(shù)升級(jí)。1553 已成為翻譯信號(hào)不可或缺的一部分。“對(duì)于技術(shù)插入和飛機(jī)升級(jí)計(jì)劃，新的1553接口設(shè)備對(duì)于將數(shù)據(jù)總線信號(hào)轉(zhuǎn)換為其他協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)［如ARINC 429，以太網(wǎng)，CANbus］至關(guān)重要，以延長(zhǎng)當(dāng)前飛機(jī)的使用壽命并增加功能，同時(shí)避免昂貴的重新布線以更改網(wǎng)絡(luò)，”Neal說。Astronics Ballard Technology提供堅(jiān)固耐用的AB3000，這是一款機(jī)載計(jì)算機(jī)，經(jīng)過優(yōu)化，可在各種航空電子數(shù)據(jù)總線（MIL-STD-1553，ARINC 429等）和其他鏈路（如以太網(wǎng)和RS-232）之間處理數(shù)據(jù)。

“最終，命令/控制將過渡到以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸總線，通過在以太網(wǎng)中加入使能標(biāo)準(zhǔn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，如精確時(shí)間協(xié)議版本2（IEEE 1588-2008），時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)和其他優(yōu)化，”Grovak解釋說?！芭c此同時(shí)，將發(fā)生分階段遷移 - 隨著LRU的更換，以太網(wǎng)將與1553一起在新硬件上提供，為平臺(tái)架構(gòu)師提供在未來(lái)越來(lái)越少的傳統(tǒng)LRU完全依賴于平臺(tái)上現(xiàn)有的1553布線基礎(chǔ)設(shè)施時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的選擇。

審核編輯：郭婷