基于FC网络光纤数据流驱动软件的分析与设计
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摘要：随着航空电子技术的日益发展，机载网络高度综合化复杂化，对数据传输速率提出了更高更新的要求，传统的总线传输已然无法满足大量的网络数据需求以及航空系统的高实时性，机载光纤网络已逐渐成为航电系统中的焦点。该文提出一种基于数据流的光纤网络设备驱动软件的分析与设计，为今后高综合化高实时性航电系统网络提供了高速率传榆的参考依据。
关键词：航电系统;数据传输;FC网络
中图分类号：TP393 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2020）10-0069-02
隨着航空电子的高速发展和广泛应用，飞机航电系统日益向着综合化、一体化、高效化，可灵活配置的方向发展。机载网络方面也逐渐由原来的AFDX或1553B总线往FC光纤网络技术方向发展，来适应日益增长的网络传输数据量以及满足系统实时性和可靠性。经过现代航空系统不断更新换代，传统的光纤设备及其开发方式已无法满足当今需求，因此一套完善的Fc终端驱动软件就显得尤为重要，在整个Fc网络的数据高速交互过程中，为系统提供快速、精确的数据传输。
本文提出一种基于数据流的光纤网络设备驱动软件的分析与设计，其主要在于为今后的航电系统FC网络软件开发提供平台和基础，并保证复杂的网络数据传在输过程中的实时性和正确性，满足整个综合航电系统的联试需求。
1光纤网络简介
Fiber Channel简称FC，是1994年由ANSI标准化组织制定的一种适合于千兆位数据传输通信的网络技术，是一种具有较高速率的网络技术标准，其速率在航空系统中可达到16Gb-ps。它具有高实时性、高可靠性、高性价比等特点，在数据量日益增大的航空电子系统中扮演着不可或缺的角色。
1.1光纤网络拓扑结构
光纤交换网络结构是综合化航电系统光纤主干网常采用的交换拓扑方式，如图1所示，光纤终端设备间通过光纤交换机实现互联互通。该拓扑结构比传统的点到点和仲裁环具有更高的可扩展性，更好的隔离性和更高的带宽，各个终端设备之间可以通过光纤交换机进行通信并且互不影响。
1.2ASM消息数据格式
ASM消息数据格式包括Fc头部，ASM头部和应用数据DATA，如图2所示。光纤终端设备驱动软件发送应用数据过程中，先将应用数据按照ASM头格式组装成ASM消息，再按照FC头格式组装的FC数据帧，最后将FC帧数据发送到光纤网络。光纤终端设备驱动软件接收应用数据过程中，先将接收到的Fc数据帧进行解析得到ASM消息，再按照ASM消息格式解析出应用数据，最后将应用数据提供给应用软件。
2基于数据流的软件结构分析
基于数据流的分析与设计方法，又称作为结构化设计即SD（Structured Designl，将软件设计为多个结构合理、功能单一的模块，建立系统的模块结构图。由于数据流图可以表示任意的软件系统，也就是说基于数据流的分析与设计方式可以实现各种类型软件的架构。
2.1确定数据流图的特性
基于数据流的软件设计是指把各种信息流映射成软件架构，映射的方式由信息流类型来决定，信息流分为变换流和事务流两种类型。依据架构模型，变换流是指信息通常以“外部世界”的形式进入软件系统，经过处理后再以“外部世界”的形式离开系统。事务流是指数据流以事务为中心，也就是说数据沿输入通路到达一个处理T，这个处理根据输人数据的类型在若干个动作序列中选出一个来执行。
2.2数据流图的一级分解
确定输入流和输出流的边界，从而孤立出变换中心。不同设计人员可能会在流内选取稍微不同的点作为边界位置。软件结构代表对控制的自顶向下的分配，所谓分解就是分配控制的过程。对于变换流的情况，数据流图被映射成一个特殊的软件结构，这个结构控制输入、变换和输出等信息处理过程嘲。
3光纤终端设备驱动软件的结构设计
依据FC光纤设备驱动软件的架构，结合基于数据流的分析与设计方法，对光纤终端设备驱动软件逻辑结构进行分析。光纤终端设备驱动软件由3部分构成，分别为：配置通信数据，发送Fc消息，接收FC消息。
3.1配置通信数据
依据数据流图的特性，可确定信息流的类型为变换流。输人流为获取配置信息，输出流为加载配置信息，变换中心为中间部分，包括配置发送信息，配置端口信息以及配置接收信息。综上所述，配置通信数据的逻辑结构如图3所示。
3.2发送FC消息
依据数据流图的特性，可确定信息流的类型为变换流。输人流为获取发送请求，输出流为发送Fc数据，变换中心为中间部分判断发送条件。综上所述，发送FC消息的逻辑结构如图4所示：
3.3接收FC消息
同样在接收Fc消息的架构中，信息流依然为变换流，输入流为获取接收请求，输出流为解析Fc数据，变换中心为中间部分判断接收条件。综上所述，接收FC消息的逻辑结构如图5所示。
4总结
本位通过对光纤的介绍以及对面向对象数据流的软件结构的详细分析，提出了一种基于FC网络光纤数据流驱动软件的设计，通过在综合航电系统中的调试与验证工作，该终端设备驱动软件具备良好的可靠性及健壮性，可作为综合航电系统中光纤网络平台的底层驱动服务软件，为上层应用提供较为完整的一套收发数据接口，提升了Fc网络数据收发的可靠性，为整个航电系统中的各设备间数据交互提供良好的保障，适用于现代航空电子系统。
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