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AFDX網(wǎng)絡(luò)測試技術(shù)研究與實現(xiàn)

2017-03-27 05:55:43磊,陳琳,李
計算機測量與控制 2017年3期
關(guān)鍵詞:特征設(shè)計

王 磊,陳 琳,李 勇

(新疆輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 信息與軟件分院,烏魯木齊 830021)

AFDX網(wǎng)絡(luò)測試技術(shù)研究與實現(xiàn)

王 磊,陳 琳,李 勇

(新疆輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 信息與軟件分院,烏魯木齊 830021)

近年來,航空電子全雙工交換式以太網(wǎng)(AFDX)是使用廣泛的新一代航空總線;國內(nèi)對其研究缺乏相關(guān)技術(shù)支持;傳統(tǒng)AFDX網(wǎng)絡(luò)測試技術(shù)存在數(shù)據(jù)交互測試準(zhǔn)確性差、測試時間長、人員開銷大、測試數(shù)據(jù)層深度匱乏等問題,針對上述問題形成的原因,提出AFDX網(wǎng)絡(luò)測試3+1整合法設(shè)計;采用數(shù)據(jù)整流測試技術(shù)(DVSER)、動態(tài)特征交互綁定技術(shù)(HDBD)與數(shù)據(jù)智能定位技術(shù)(HGYD)對產(chǎn)生的問題進行針對性解決;通過仿真實驗測試證明,提出的AFDX網(wǎng)絡(luò)測試3+1整合法的各項測試數(shù)據(jù)優(yōu)于傳統(tǒng)測試方法。

AFDX網(wǎng)絡(luò);3+1整合法;數(shù)據(jù)交互

0 引言

隨著科技的發(fā)展,我國高新技術(shù)領(lǐng)域取得了重大突破。眾多技術(shù)已應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。互聯(lián)網(wǎng)時代的來臨迫使航空技術(shù)向網(wǎng)絡(luò)化轉(zhuǎn)型,智能化發(fā)展。航空飛行器與地面終端數(shù)據(jù)交互的總線架構(gòu)好壞,關(guān)系著航空領(lǐng)域的未來發(fā)展。航空電子全雙工交換式以太網(wǎng)(AFDX)是近年來使用廣泛的新一代航空總線。國內(nèi)對其研究缺乏相關(guān)技術(shù)支持。近年來,普遍采用的測試系統(tǒng)存在不同程度的問題[1-2],如數(shù)據(jù)交互測試準(zhǔn)確性差,制約航空飛行器高空域探查;測試時間長,每次測試都要花費大量時間,不利于機動航空發(fā)展[3-4];人員開銷大,測試操作程度復(fù)雜,需要眾多人員共同協(xié)作完成;測試數(shù)據(jù)層深度匱乏,傳統(tǒng)測試方法所能測試的數(shù)據(jù)層深度不夠[5-6],無法形成一份詳細(xì)完整的測試數(shù)據(jù)報告。上述問題極大地制約著我國航空事業(yè)的發(fā)展。

針對上述傳統(tǒng)航空電子全雙工交換式以太網(wǎng)(AFDX)測試方法存在的問題產(chǎn)生的根源,進行深入的底層數(shù)據(jù)分析。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn),問題產(chǎn)生的關(guān)鍵在于底層主導(dǎo)數(shù)據(jù)鏈邏輯算法存在重大問題,導(dǎo)致各層級數(shù)據(jù)參數(shù)運算無法與實際數(shù)據(jù)軌跡吻合。通過對問題根源的分析、論證,提出AFDX網(wǎng)絡(luò)測試3+1整合法設(shè)計。通過設(shè)計中的數(shù)據(jù)整流測試技術(shù)(DVSER)、動態(tài)特征交互綁定技術(shù)(HDBD)與數(shù)據(jù)智能定位技術(shù)(HGYD)對產(chǎn)生的問題進行針對性解決。形成一套適應(yīng)我國航空網(wǎng)絡(luò)參數(shù)條件的AFDX網(wǎng)絡(luò)測試技術(shù)。

通過仿真實驗測試證明,提出的AFDX網(wǎng)絡(luò)測試3+1整合法具有測試速度快、數(shù)據(jù)層測試度深、測試準(zhǔn)確率高、數(shù)據(jù)交互響應(yīng)度高、操作簡單、人員開銷小、整體長時間運行穩(wěn)定等特點。提出AFDX網(wǎng)絡(luò)測試3+1整合法從性能、操作、效果都遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的AFDX網(wǎng)絡(luò)測試方法,充分滿足航空領(lǐng)域?qū)FDX網(wǎng)絡(luò)測試應(yīng)用的技術(shù)要求。

1 AFDX網(wǎng)絡(luò)測試技術(shù)研究與實現(xiàn)——AFDX網(wǎng)絡(luò)測試3+1整合法設(shè)計

1.1 數(shù)據(jù)整流測試技術(shù)(DVSER)

AFDX網(wǎng)絡(luò)測試3+1整合法設(shè)計中,針對傳統(tǒng)AFDX網(wǎng)絡(luò)測試方法中存在的航空檢測過程中數(shù)據(jù)交互性差的問題進行深入性分析發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)的AFDX網(wǎng)絡(luò)測試技術(shù)中數(shù)據(jù)交互算法存在數(shù)據(jù)邏輯排列錯誤,無法應(yīng)對大型數(shù)據(jù)共涌帶來的邏輯斷裂[7]。通過對大型數(shù)據(jù)共涌狀態(tài)下的數(shù)據(jù)排列關(guān)系的查找、總結(jié),提出了AFDX網(wǎng)絡(luò)測試3+1整合法中的首個數(shù)據(jù)邏輯穩(wěn)定技術(shù)——數(shù)據(jù)整流測試技術(shù)(DVSER)。

數(shù)據(jù)整流測試技術(shù)(DVSER)針對大型數(shù)據(jù)流交互過程中共涌現(xiàn)象進行數(shù)據(jù)分流處理,處理特征拼接的方式進行數(shù)據(jù)共涌現(xiàn)象化解,通過數(shù)據(jù)分流達到降低交換機處理器工作負(fù)擔(dān),避免處理器處理過載帶來的數(shù)據(jù)斷裂問題。為了更好地達到數(shù)據(jù)分流,穩(wěn)定處理,處理特征拼接目的,采用動態(tài)DTLAR算法進行底層執(zhí)行運算。動態(tài)DTLAR算法可根據(jù)數(shù)據(jù)空間中一定時間數(shù)據(jù)交互量變數(shù)集合進行數(shù)據(jù)流交互通道調(diào)整,同時,對交互數(shù)據(jù)流進行分割特征賦予處理,減輕處理運算負(fù)擔(dān)。處理后將數(shù)據(jù)整合歸一,達到無損化數(shù)據(jù)測試處理的目的。動態(tài)DTLAR算法表達式如下所示。

(1)

(2)

上述關(guān)系表達式中,d為數(shù)據(jù)空間中交互排列集合系數(shù)值;f為動態(tài)DTLAR算法動態(tài)范圍;x為數(shù)據(jù)通道流系數(shù);i與n分別為數(shù)據(jù)流波動值與波動值限定系數(shù)值。數(shù)據(jù)整流測試技術(shù)(DVSER)工作原理圖如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)整流測試技術(shù)(DVSER)工作原理

數(shù)據(jù)整流測試技術(shù)(DVSER)底層執(zhí)行框架偽代碼如下所示。

Cpsdfj.ias{

Dsc.cji+vx .df5vxcv

Cvx_vidf(vzk``0vkzdjf

Xccdf ddfd /jkv/vxks_vcd)

數(shù)據(jù)分流值載入...+)}

cxsff/gdfg.

1.2 動態(tài)特征交互綁定技術(shù)(HDBD)

經(jīng)過上述數(shù)據(jù)整流測試技術(shù)(DVSER)處理后的測試數(shù)據(jù)達到了解決數(shù)據(jù)共涌帶來的數(shù)據(jù)斷裂問題,但是存在數(shù)據(jù)整合數(shù)據(jù)量大,無法在眾多數(shù)據(jù)中準(zhǔn)確找到相互匹配的數(shù)據(jù)進行整合的問題。考慮到上述問題的存在,AFDX網(wǎng)絡(luò)測試3+1整合法中設(shè)計了動態(tài)特征交互綁定技術(shù)(HDBD)來解決這類問題。

動態(tài)特征交互綁定技術(shù)(HDBD)具有特征生成算法,可對分流數(shù)據(jù)進行特征賦予,特征數(shù)據(jù)因子與源數(shù)據(jù)分流數(shù)據(jù)因子排列關(guān)系成同軸異空間排列,不會影響原有數(shù)據(jù)完整度與內(nèi)部信息。根據(jù)AFDX網(wǎng)絡(luò)自身的數(shù)據(jù)交互特殊性,動態(tài)特征交互綁定技術(shù)(HDBD)中執(zhí)行算法的邏輯按照動態(tài)影替思維進行設(shè)計編寫,采用多通道影替螺旋處理式進行表達。算法表達式中同時植入了高權(quán)限執(zhí)行代碼,形成極高安全程度的穩(wěn)定運算表達碼。具體如下所示。

(3)

Dsdf/dfjfs_jdfdf

Fdfj_df/}f

Fdsfg

Fsdwg}

}特征轉(zhuǎn)入...sadcsa

Dfsa_fd

}

當(dāng)上述代碼執(zhí)行完成后,生成特征高權(quán)寫入式;

(4)

高權(quán)限執(zhí)行代碼:

#tbox{widfgdth:55px;hesdfight:415pxdf;float:right;positsdion:fixed;z-indfex:999;

_positidfon:abfssolute;

_bottdsfom:aufsto;

_top:expression(eval(docusdment.documentElement.scrollTop+document.documentEdsflement.clientHeight-this.offsetHsdfeight-(parseInt(this.currentStydsfle.marginTop,8)||0)-(parseInt(this.currentStyle.madfrginBottom,8)||0)));

_margin-bottom:8px;

}

#tbox a{wdfzidth:55px;heighdft:55psdfx;position:absolute;cursor:pointer;backgrounccczd:#000000}

l = $('.footdfer').offset().left;//默認(rèn)值

w = $('.foxoter').width();//默認(rèn)值

$ ('#tbox').cszxcs('lecxzft',(l + wzx + x) + 'pxxc');

$ ('#tbox').cscsdhs('bottom',y + 'pxzx');

}

function b(){

//h = $(winghcbdow).height();

h = 300;

t = $(documenxt).scrolnnlTop();

if(t > h){vc

$ ('#gotxzcop').fadexcIn("slow");

}else{

$ ('#gotcop').fadebxzOut("slow");

}

}

(document).readyz(fzcunction(e) {

a(10,10);

b();

$ ("#tbzox a").css({opacczity:0.8});

})

*/});

$(winzcow).rezxcsize(funzxction(){

a(10,10);

});

$(windozxcw).sczcroll(fzccunction(e){

bzxc();

});

},function(){

if(t >zxh){vc

$('#zxgotxzcop').fadexcIn("slow");

}elszxe{

$ ('#gzXotcop').fadebxzOut("sZXlow");

1.3 數(shù)據(jù)智能定位技術(shù)(HGYD)

數(shù)據(jù)智能定位技術(shù)(HGYD)是提出的AFDX網(wǎng)絡(luò)測試3+1整合法中最后一項組成技術(shù),也是最為關(guān)鍵的一項技術(shù)。通過對傳統(tǒng)AFDX網(wǎng)絡(luò)測試技術(shù)方法存在問題的深入分析,與實際實踐經(jīng)驗相結(jié)合,總結(jié)出傳統(tǒng)AFDX網(wǎng)絡(luò)測試技術(shù)方法問題中的不足,針對不足因素進行優(yōu)化設(shè)計,采用數(shù)據(jù)智能定位技術(shù)(HGYD)可以將分流處理的零散數(shù)據(jù)流進行智能檢索、分析、處理、拼接。數(shù)據(jù)智能定位技術(shù)(HGYD)采用DNA數(shù)據(jù)構(gòu)架邏輯定位算法,算法可自動檢索數(shù)據(jù)流底部數(shù)據(jù)特征,并與對應(yīng)特征代碼進行對比綁定,實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)拼接還原的目的。算法具體表達式如下所示。

(5)

關(guān)系式中,df為上傳數(shù)據(jù)流值集合;ds為下傳數(shù)據(jù)流值集合;cdc為特征代碼值;fs為特征邏輯值;f為近似特征度范圍內(nèi)部值;s為特征對接度。

數(shù)據(jù)智能定位技術(shù)(HGYD)工作原理如下圖所示。

圖2 數(shù)據(jù)智能定位技術(shù)(HGYD)工作原理

數(shù)據(jù)智能定位技術(shù)(HGYD)執(zhí)行代碼,采用平臺化ISP注入方式寫入,有效保證技術(shù)執(zhí)行代碼不被外界條件所影響。具體代碼如下所示。

void entering();

boofdgl insert(const stgudent &astu);

studgdent *findid(unsigned id) const;

stugfdent *findname(const sgtrindg &name) const;

student *findsex(const string &dssex) const;

student *findddformitordfy(const string &dormitory) const;sd

unsigned bodfys() const;

unsigned girls(sdf) dfconst;

unsignedcxvds headcount() const;

boocvl eraseid();

bool exrxvasxename(檢索特征代碼載入);

boozxcl modifyid();

bool modifyname();

voxcid Shoxcw() const;

void quezxcry(ff=0) const;

void friendzxc statistics(constczx CStudent &aclss);x

void friendcz erase(CStudent &aclss);

void cxcmodzxcify(CzxcStudent &aclss);

};

string rceadstring() {

strinxczxcg str;

whilezx(cin.get() != ' ');

cin >zx> str;

returxn str;

}

1.4 測試平臺架構(gòu)設(shè)計

通過上述3項技術(shù)的設(shè)計,基本完成了提出的AFDX網(wǎng)絡(luò)測試3+1整合法。提出的AFDX網(wǎng)絡(luò)測試3+1整合法中的1指的是文章的設(shè)計重點,也是上述3項技術(shù)的實現(xiàn)平臺——測試平臺架構(gòu)設(shè)計。在架構(gòu)設(shè)計中,充分考慮到3項技術(shù)之間關(guān)聯(lián)邏輯算法與相互間的獨立空間處理。因此,平臺架構(gòu)采用三角體構(gòu)造進行搭建,之間交互算法采用簡易PGN算法進行數(shù)據(jù)間交互處理,便于后期算法升級維護。架構(gòu)由三大主文件構(gòu)成;

1)sysfsj.jid平臺核心主控文件;

2)Hufjf.bin 架構(gòu)數(shù)據(jù)處理調(diào)配文件;

3)Cslf.whn 數(shù)據(jù)交互保障文件。

上述3大核心文件構(gòu)成設(shè)計中三項技術(shù)運行環(huán)境,至此,針對AFDX網(wǎng)絡(luò)測試技術(shù)提出的3+1整合法全部完成。測試平臺架構(gòu)形態(tài)如圖3所示。

圖3 測試平臺架構(gòu)形態(tài)

2 實驗與結(jié)論

針對提出的3+1整合法進行仿真實驗測試。測試采用測試數(shù)據(jù)分析對比方式,對傳統(tǒng)AFDX網(wǎng)絡(luò)測試技術(shù)與提出AFDX網(wǎng)絡(luò)測試3+1整合法進行對比測試,AFDX 網(wǎng)絡(luò)測試3+1整合法采用具有高效離散事件仿真引擎的 OPNET Modeler工具,構(gòu)建仿真網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌瑢崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)測試。測試環(huán)境配置為:CPU i5 4450,主頻3.1Hz,內(nèi)存 4G,windows 7旗艦版操作系統(tǒng)。具體測試參數(shù)如表1所示。運行仿真過程中,ODB調(diào)試界面參數(shù)設(shè)定如圖4所示,需要注意的是仿真核心(simulation kernel)存在 Development 和Optimized 兩種,優(yōu)化的仿真核心(Optimized)的缺點在于雖然提高了仿真速度,但是以不產(chǎn)生 ODB 信息為代價,并不利于開發(fā)初期的調(diào)試,因此,必須將仿真核心設(shè)置為Development。

圖4 運行仿真參數(shù)配置

表1 仿真實驗測試對比參數(shù)

通過上述表1數(shù)據(jù)對比可以看出,提出的AFDX網(wǎng)絡(luò)測試3+1整合法具有測試速度快、數(shù)據(jù)層測試度深、測試準(zhǔn)確率高、數(shù)據(jù)交互響應(yīng)度高、操作簡單、人員開銷小、整體長時間運行穩(wěn)定等特點。OPNET Modeler工具運作速度更快,效率更高。

3 結(jié)束語

針對傳統(tǒng)AFDX網(wǎng)絡(luò)測試技術(shù)方法存在的問題進行了分析,并對問題存在根源提出了AFDX網(wǎng)絡(luò)測試3+1整合法的設(shè)計。通過仿真實驗測試證明,提出的AFDX網(wǎng)絡(luò)測試3+1整合法設(shè)計各項測試數(shù)據(jù)都優(yōu)于傳統(tǒng)AFDX網(wǎng)絡(luò)測試技術(shù)方法,滿足設(shè)計改進要求,為AFDX網(wǎng)絡(luò)測試技術(shù)方法應(yīng)用領(lǐng)域未來發(fā)展提供新的思路。

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Research and Implementation of AFDX Network Test Technology

Wang Lei,Chen Lin,Li Yong

(Department of Information and Software, Xinjiang Institute of Light industry Technology, Urumqi 830021,China)

Avionics full duplex switched Ethernet (AFDX) is widely used in recent years a new generation of aviation bus. Domestic research on the lack of related technical support. Traditional AFDX network data interaction testing technology in testing accuracy is poor, long test time, staff costs, such problems as lack of test data layer depth, formation reasons for these problems, puts forward AFDX network test 3 + 1 whole legal design. Using test data rectification technology (DVSER), the dynamic characteristics of the interactive data binding technology (HDBD) and intelligent positioning technology (HGYD) for targeted to solve problems. Through the simulation test proves that the proposed AFDX network testing every test data of 3 + 1 whole legal due to the traditional test method.

AFDX network; 3+1 whole legal; data interaction

2016-10-15;

2016-11-21。

王 磊(1967-),男,江蘇無錫人,講師,主要從事網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)方向的研究。

1671-4598(2017)03-0040-03

10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.03.012

TP316

A

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