ARINC 659通信總線的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、安全計(jì)算機(jī)平臺(tái)作為安全苛求系統(tǒng)的重要部分,CBTC系統(tǒng)中區(qū)域控制器ZC和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元DSU的應(yīng)用軟件都加載在安全計(jì)算機(jī)平臺(tái)上。ZC區(qū)域內(nèi)的所有列車(chē)的車(chē)載控制器將列車(chē)的位置和速度信息發(fā)往安全計(jì)算機(jī)平臺(tái)上的ZC應(yīng)用程序。
　　 常規(guī)通信所使用的硬件和軟件看作黑色通道,信息在黑色通道中傳輸時(shí)可能導(dǎo)致錯(cuò)誤或者故障的主要原因有隨機(jī)錯(cuò)誤、硬件故障和因軟硬件問(wèn)題而導(dǎo)致的系統(tǒng)失效,這些都會(huì)導(dǎo)致通信的安全風(fēng)險(xiǎn),而且一個(gè)錯(cuò)誤或者故障往往導(dǎo)致多個(gè)安全

2、風(fēng)險(xiǎn)。安全計(jì)算機(jī)上承載的各種重要信息,要求系統(tǒng)不但要擁有高效、準(zhǔn)確的運(yùn)行能力,還需很高的通信安全性和可靠性。為了確保安全計(jì)算機(jī)平臺(tái)數(shù)據(jù)安全,通信總線是關(guān)鍵因素。只有在通信總線可靠的基礎(chǔ)上,研究技術(shù)實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)才有意義。
　　 論文以航空總線ARINC659航空背板通信總線協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù),分析了安全苛求系統(tǒng)的故障安全通信需求。通過(guò)對(duì)比各種通信總線的優(yōu)缺點(diǎn),選取了ARINC659航空背板通信總線協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)作為本文設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。在分析通信總

3、線結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于ARINC659的通信總線協(xié)議方案。
　　 論文設(shè)計(jì)的通信總線是以高可靠性、時(shí)間確定性為重點(diǎn)。論文詳細(xì)介紹了保證高容錯(cuò)性、和時(shí)間確定性調(diào)度策略的具體功能實(shí)現(xiàn)方法。以容錯(cuò)結(jié)構(gòu)和雙總線交叉檢測(cè)方式來(lái)保證通信總線的高可靠性;以TDPA(表驅(qū)動(dòng)比例訪問(wèn)機(jī)制)來(lái)保證了通信的時(shí)間確定性。
　　 通信IP核基于可編程邏輯設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。使用可編程邏輯不僅可以縮減電路的體積,提高電路的穩(wěn)定性,而且先進(jìn)的開(kāi)發(fā)工

4、具使整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)調(diào)試周期大大縮短。在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中,將通信IP核劃分為不同的功能子模塊,對(duì)每個(gè)子模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),并且對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析,保證其設(shè)計(jì)基本正確。
　　 仿真驗(yàn)證只能保證通信IP核的仿真結(jié)果正確,為了避免存在潛在的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤,論文利用基于斷言的方法(Property Specification Language,PSL)對(duì)通信IP核進(jìn)行形式化驗(yàn)證,對(duì)其內(nèi)部設(shè)計(jì)的正確性和完整性進(jìn)行檢驗(yàn)。如果斷言失敗,發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤時(shí),對(duì)檢