具有端口BIT测试功能的ARINC664网络交换机的制作方法

本发明涉及机载arinc664网络交换机，特别涉及一种对端口的过滤功能进行自测试(bit)的arinc664网络交换机。

背景技术：

arinc664网络是一种适用于航电系统的全双工交换式以太网，已广泛应用于法国空客a380、中国商飞c919等大型客机上，以满足机上日益增长的数据总线带宽和服务质量等需求，其中arinc664网络交换机用于提供数据交换服务，是arinc664网络的核心部件。为了保证网络服务质量，arinc664协议规定交换机的每个端口都必须实现过滤功能以丢弃不符合arinc664协议的数据帧。交换机的过滤功能包括错误过滤和流量管制过滤这两种过滤类型，参见表1所示

表1错误过滤和流量管制过滤列表

正常情况下，arinc664网络交换机的过滤功能可以正确地过滤各种错误的数据帧，但在高温、低温、电磁辐射等恶劣环境下，arinc664网络交换机的各个端口的过滤功能可能会因为各种原因而失效，这样过滤功能就无法起到过滤错误数据帧的作用。在某些端口的过滤功能失效时，需要尽快关闭这些端口，使错误数据不会被交换机转发出去导致影响整个arinc664网络，从而提高安全性。

arinc664网络交换机一般具有如图1所示的典型的硬件架构，交换引擎总共支持25个端口，其中端口0与交换机终端系统相连，端口1-24可以被外部终端使用，为外部终端提供数据交换服务。交换引擎中的端口0和端口1-24就实现了过滤功能，当某个端口收到不符合arinc664协议数据帧时会将之丢弃。

桥&终端fpga里的交换机终端系统实现了终端协议栈，为运行在处理器上的应用程序提供数据收发的接口。

处理器上运行交换机软件，其中bit软件用来测试和监控交换机的健康状态。

此硬件架构只能支持交换引擎端口0的过滤功能的bit测试，但无法支持端口1-24的bit测试，因为bit软件无法给端口1-24发送测试数据帧，也就无法测试它们的过滤功能是否能正常运行。因此，此硬件结构无法满足交换机功能的完整性需求。

另外，民用飞机机载设备对测试性有着很高的要求，通常要求机上自测试能检测到95％以上的功能失效。如果无法对交换机的过滤功能进行自测试，将无法满足此需求。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于提供一种有端口bit测试功能的arinc664网络交换机，是在不重新设计交换引擎芯片的硬件结构情况下实现错误过滤和流量管制过滤功能的bit测试，使交换机满足以下功能完整性和测试性需求：

1.交换机无法检测到功能故障的概率需要小于等于1.0x10^-6每飞行小时。

2.交换机需要能检测到95％以上的内部功能失效。

本发明的发明目的通过以下技术方案实现：

一种具有端口bit测试功能的arinc664网络交换机，包含处理器、交换机终端系统、交换引擎和端口bit测试模块，所述交换引擎包含一个第一端口和若干个第二端口，第一端口与交换机终端系统进行数据传输；

在测试模式下：

处理器生成错误帧并通过交换机终端系统发送给端口bit测试模块，若后续交换引擎无法过滤掉该错误帧，则判断交换引擎的端口的过滤功能出现异常；

端口bit测试模块把来自交换机终端系统的错误帧依次发送到交换引擎的各个第二端口上。

具有端口bit测试功能的arinc664网络交换机还包含数据收发器，在正常模式下：

数据收发器把接收到的数据帧发送给端口bit测试模块；

端口bit测试模块，把数据收发器接收到的数据帧直接发送到交换引擎的第二端口上。

交换引擎用于接收来自第一端口和第二端口的数据帧，并根据配置表把数据帧转发到对应的端口。

附图说明

图1为传统arinc664网络交换机的结构示意图。

图2为具有端口bit测试功能的arinc664网络交换机的结构示意图。

图3为具有端口bit测试功能的arinc664网络交换机的工作流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

参见图2所示，本实施例所示的一种具有端口bit测试功能的arinc664网络交换机，包含处理器、交换机终端系统、交换引擎、端口bit测试模块和数据收发器，所述交换引擎包含一个第一端口(端口0)和若干第二端口(端口1-24)，第一端口与交换机终端系统进行数据传输。该arinc664网络交换机具有二种工作模式，一种为测试模式，另一种为正常模式。

在测试模式下：

处理器生成错误帧并通过交换机终端系统发送给端口bit测试模块，若后续交换引擎无法过滤掉该错误帧，则判断交换引擎的端口的过滤功能出现异常；

端口bit测试模块把来自交换机终端系统的错误帧依次发送到交换引擎的各个第二端口上；

如果第二端口的过滤功能正常，会将此错误帧丢弃，否则会将错误帧接收。

错误帧的构建参见图2所示。

表2错误数据帧构建示例表

在正常模式下：

数据收发器把接收到的数据帧发送给端口bit测试模块；

端口bit测试模块，把数据收发器接收到的数据帧直接发送到交换引擎的第二端口上。

交换引擎用于接收来自第一端口和第二端口的数据帧，并根据配置表把数据帧转发到对应的端口。

参见图3所示，arinc664网络交换机的，工作流程为：arinc664网络交换机先进入测试模式，测试各端口的过滤功能是否都正常，若端口的功能正常进入工作模式。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种具有端口BIT测试功能的ARINC664网络交换机，包含处理器、交换机终端系统、交换引擎和端口BIT测试模块，所述交换引擎包含一个第一端口和若干个第二端口，在测试模式下，处理器生成错误帧并通过交换机终端系统发送给端口BIT测试模块，若后续交换引擎无法过滤掉该错误帧，则判断交换引擎的端口的过滤功能出现异常；端口BIT测试模块把来自交换机终端系统的错误帧依次发送到交换引擎的各个第二端口上。本发明在不重新设计交换引擎芯片的情况下实现错误过滤和流量管制过滤功能的BIT测试，使交换机满足功能完整性和测试性需求。

技术研发人员：潘超军;彭俊;李修杰;向威威;代亚楠
受保护的技术使用者：中国航空无线电电子研究所
技术研发日：2018.08.13
技术公布日：2019.01.25