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新一代航空电子系统为解决在关键任务和信息系统中的高带宽及数据安全可靠交互的技术需求,制定了AFDX网络协议,解决了早期电子系统中点对点传输和总线型传输模式下布线复杂、连接器多、传输速率低、传输距离短等瓶颈,提高了机载总线网络的性能。近年来,随着AFDX网络在运输机、客机、直升机中普遍应用,核心部件AFDX交换机的性能优劣直接影响整个网络系统。国内对交换机的研究相对较少,加之机载系统对交换机的需求迫切,急需加速AFDX网络交换机的研发,来解决交换机运行效率、模式切换的准确性等问题。本课题来源于国家部委,研究的AFDX网络交换机软件设计相关技术,满足航空对AFDX网络交换机产品的应用需求。论文分析了AFDX网络的运行机理、交换机工作机制及存储转发原理,采用了面向结构及模块化设计方法,设计了多线程调用机制,同时通过设置优先级,合理使用信号量、结构体及存储资源的申请及释放,避免软件接口之间相互冲突,通过应用特点分析,规划了AFDX网络交换机软件的软硬件交互原则及实现方案,完成了初始化、操作模式管理、串口控制台、以太网数据处理、BIT测试、内嵌ES协议栈、ARINC615A数据加卸载以及SNMP网络管理模块的详细设计流程及实现过程,同时给出了相关设计函数要求、返回状态控制、正确及错误后的处理方案等。针对AFDX网络交换机软件的系统架构和具体功能模块,设计了软件验证方案,并构建了模块验证、协议符合性验证和系统集成及联试三种验证平台。通过对独立模块进行的测试,确认各功能接口的正确性,实现交换机的配置、内嵌端系统、转发(过滤及警管)、监控及捕获功能均满足设计指标要求;同时为保证交换机产品符合国际AIM测试平台要求,达到系统应用需求,结合AFDX网络交换机进行系统性的协议符合性测试(共进行了10类大项,58条小项测试,满足交换机24个端口无阻塞交换,通过了基本通信、过滤功能、流量警管、交换、监控、配置、操作模式、数据加载、管脚编程、性能等测试,交换机操作系统及软件启动时间为12.5s,满足小于20s的设计要求),判定该软件与系统的适配程度,满足ARINC664协议中对交换机的技术指标要求;最后为了满足AFDX网络在机载应用中真实场景和对AFDX网络交换机软件的应用需求,设计了系统仿真测试及联试试验环境,对网络功能性能进行系统测试,保证AFDX网络交换机软件验证达到了100%的覆盖,符合AFDX网络交换机的应用需求及ARINC664协议规范要求,达到了预期效果。