空間站網(wǎng)絡(luò)新型以太網(wǎng)交換機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、航天工業(yè)飛速發(fā)展，載人航天向著建設(shè)空間站進(jìn)軍，現(xiàn)有航天器的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在傳輸速度、服務(wù)質(zhì)量和擴(kuò)展性等方面已無法滿足發(fā)展需求，迫切需要為大規(guī)模星載通信電子設(shè)備提供新的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。
　　傳統(tǒng)的以太網(wǎng)因交換技術(shù)因其巨大的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)和長期的技術(shù)積累已成為當(dāng)前局域網(wǎng)的主流傳輸技術(shù)。以太網(wǎng)技術(shù)不僅僅局限于商業(yè)應(yīng)用，通過適當(dāng)?shù)馗倪M(jìn)可以應(yīng)用于工業(yè)、國防等應(yīng)用領(lǐng)域。例如基于IEEE802.3以太網(wǎng)技術(shù)的航空全雙工以太網(wǎng)(AFDX)已應(yīng)用于航空工業(yè)領(lǐng)

2、域，因此以太網(wǎng)交換機(jī)在空間站的應(yīng)用也就愈發(fā)重要。
　　本文從空間站高速網(wǎng)絡(luò)選型、新型以太網(wǎng)交換結(jié)構(gòu)、可靠性冗余設(shè)計(jì)、關(guān)鍵指標(biāo)系統(tǒng)測試四個(gè)方面進(jìn)行了深入研究，論文主要成果:
　　首先充分分析現(xiàn)有交換機(jī)所采用的交換結(jié)構(gòu)，結(jié)合空間站的具體應(yīng)用環(huán)境，提出新型交換結(jié)構(gòu)CICQ_P，滿足相應(yīng)要求的支持指令流傳輸?shù)膬?yōu)先級(jí);其次針對(duì)單粒子等輻照效應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)交換的影響，首次對(duì)交換機(jī)內(nèi)重要數(shù)據(jù)流采用CRC冗余，轉(zhuǎn)發(fā)表三模冗余的可靠性設(shè)計(jì)，并對(duì)其進(jìn)

3、行ModelSim仿真;最后基于空間站特殊的器件要求，針對(duì)特定芯片(A3PE1500)提出空間站千兆以太網(wǎng)交換機(jī)原型系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，并對(duì)關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)測試。
　　針對(duì)空間站數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶厥庑裕瑵M足指令幀及時(shí)、優(yōu)先處理，數(shù)據(jù)幀分優(yōu)先級(jí)傳輸?shù)男枨?，本文提出改進(jìn)的交叉開關(guān)型結(jié)構(gòu)——CICQ_P、數(shù)據(jù)流CRC冗余設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)發(fā)表三模冗余設(shè)計(jì)及交換機(jī)測試方法，研制抗輻照高容錯(cuò)千兆以太網(wǎng)交換機(jī)，交換幀吞吐率達(dá)到100％、丟失率達(dá)到0，滿足線速交換