2024年5月11日发(作者：绪雨伯)
2018
年第
1
期
(总第
181
期）
信息通信
INFORMATION & COMMUNICATIONS
2018
(Sum. No 181)
基于FC网络的ARINC615A数据加卸载软件的设计与实现
胡靖宇，仲施平，薛楠，张成
(中航工业西安航空计算技术研究所，陕西西安710068)
摘要：随着现代航电系统的飞速发展，机栽网络环境日趋复杂，对于航电系统的信息数据加卸栽配置的要求日益增高,
高可靠性的加卸栽系统便显得及其重要。因此文章提出一种
AMNC
615
A
协议标准，规定交互的数据及文件的格式与
要求，来保障数据加卸栽的可靠性及准确性。
关键词:加卸栽;
ARINC
615
A
;
FC
网络
中图分类号:
TP
336 文献标识码:
A
文章编号:1673-1131(2018 )01-0098-02
0引言
随着航空电子的飞速发展和广泛应用，飞机航电系统日
益向着综合化、一体化，可灵活配置的方向发展[1]。出现了多
种适用于航空网络的文件加卸载技术，用于网络配置文件的
更新和获取。由于机载网络技术也在不断跨上新台阶日渐趋
于复杂1便对数据加卸载提出了更髙更可靠地要求，最初的
数据加卸载软件已无法满足其对稳定性、可靠性、正确性的要
求P1。
本文选用
ARINC
615
A
标准协议，作为航电系统数据文件
加卸载协议,通过对该标准协议体系结构的分析及研究，开发
出一种基于
FC
网络的
ARINC
615
A
数据加卸载软件，保证加
卸载过程的可靠性及正确性，满足航电系统的联试需求。
1
ARINC
615
A
协议简介
ARINC
615
A
标准协议是一种基于高速总线定义的数据
加卸载协议,具有可靠性髙、正确性髙等特点，适用于机载航
电网络的文件传输气
ARINC
615
A
加卸载端系统分为两个部分
，一
部分是
Loader
(加载端),通常运行在
FC
网络中的网络管理器上;另一
部分是
Taiget
(目标机),通常运行在
FC
网络的其他终端节点
上，如图1所示《■利用该系统，操作人员可通过显示控制设备
的界面操作，完成各目标机的在线加载和升级。数据加载管
理端对可加载数据进行管理并可靠地传输至各个目标机。目
标机用于配合数据加载管理端完成数据的传输以及软件的固
化。
M
拉设备
»
敗据加栽管理瑙
FC
总线
ft
H
标抑
H
标抑
H
标
#h
图1数据加载系统示意图
1.1
ARINC
615
A
协议分析
基于
ARINC
615
A
协议，加载端和目标机端主要完成的五
种功能如下：
(
l
)
FIND
操作：目标端接收到加载端发来的
FIND
请求包
后通过
FC
网络回复
FIND
应答包，应答包中包含了目标机的
参数信息。
⑵勝
ORMATION
操作:信息操作主要完成加载端对目
标机硬件信息的査看功能，目标端接收到加载端的信息操作
请求后，向加载端传输信息操作列表传输文件，用来向加载端
98
上报其硬件信息。
(3)
UPLOAD
操作：目标机接收到加载端的上传操作请求
后，通过分析请求包中的协议文件传清单，根据上传清单中列出
的数据文件，从加载端依次获取数据文件，完成文件上传功能。
⑷
MEDIA
_
DOWNLOAD
操作:介质定义模式下中，加载
端通过
FC
网络&下载请求的
TFTP
格式包传送至目标机端,
目标机分析文件列表，得知要下载的文件，然后将列表中包含
的文件发送至加载端。
(5)
OPERATOR
_
DOWNLOAD
操作:加载端向目标机发
送操作者定义下载请 _求包，目标机收到请求后向加载端发送
本地文件列表，加载端从文件列表中选择需要的数据文件，汇
总成下载文件清单发送至目标机，目标机根据文件清单将加
载端所选择的文件发送至加载端。
1.2
FC
协议分析
FC
(光纤通道)网络是综合计算机通道和数据网络概念提
出的一个不同于传统的通道和网络结构的互联方案4是一种
具有高实时性、可靠性、带宽、性价比的开放式通信技术，是用
交换或仲裁环拓扑处理介质访问冲突，采用信用策略控制网
络流量。
光纤通道标准定义了三种基本的拓扑结构点到点、伸
裁环和交换结构。交换结构目前是航电系统中应用最为广泛
的一种，各终端节点通过交换机组成星形网络结构，其拓展性、
隔离性、可靠性等都优于其他两种拓扑结构。本文所讨论的
FC
网络便采用此拓扑结构。
2系统方案设计
根据
FC
网络的特点，本文设计的
AR
1
NC
615
A
加卸载系
统就是要构建一个基于
TFTP
的
ARINC
615
A
端系统，并在此
基础上实现各种操作。按照功能将加卸载系统划分为6层:
MAC
层、
FC
驱动层、
TFTP
层、加载端/目标机协议层和加载
端/目标机应用层，如图2所示：
加载端目标机
图2数据加载结构层次图
信息通信
胡靖宇等
:
基于
FC
网络的
ARINC615A
数据加卸载软件的设计与实现
MAC
层:该层定义了连接的物理端口特性，包括介质、连
接器和收发器等,主要由硬件和
FPGA
逻辑实现。
FC
驱动层:该层实现基于
FC
-
AE
-
ASM
标准协议，该协议
针对航电系统中处理器、传感器和显示器之间的通信要求，提
供了保证确定性、安全和低延时特点的通信协议，适应于航空
电子设备间通信的特点。
FC
驱动层由
FC
驱动软件来实现。
TFTP
层：该层实现文件数据的发送和接收功能，包括读
文件请求、写文件请求、发送文件、接收文件和发送回复或错
误包操作，为协议文件的交互提供网络传输接口，可以便捷地
使用
FC
驱动层接口。
协议层:该层分为加载端协议层和目标机协议层两部分，
该层实现了加载端和目标机之间
FIND
操作、信息操作、上传
操作、介质定义下载操作和操作者定义下载操作五种操作。
应用层：应用层分为加载端应用层和目标机应用层两部
分，该层由上层应用发起，用户通过调用615
A
协议层加载端
协议和目标端协议来实现。
3软件实现
数据加卸载软件分为加载端软件和目标端软件，该软件
系统按照功能划分可分为5个模块，分别为
FIND
、
INFORMA
-
TION
、
UPLOAD
、
MEDIA-DOWNLOAD
和
OPERATOR
-
DOWNLOAD
模块。
3_1
FIND
操作模块
FIND
操作主要完成的功能是当收到加载显示控制端的
目标机查找命令时，加载端应能够通过
FC
网络向各目标节点
广播
FIND
请求，获取每个目标端的硬件信息，包括：目标机标
识、目标机类型、目标机位置、硬件名称和厂商标号。在允许
的时间范围内接收目标机端回复的
FIND
应答包，解析并获取
目标机硬件信息，将目标机名称及其对应可加载软件信息发
送给加载显示控制端。
主要操作过程由以下两个阶段构成：
(1) 加载端收到显示控制端的目标机查询命令，通过
F
络交换机进行广播发送
FIND
请求；
(2) 目标机端接收到请求包后,按照协议将目标机端的硬件
信息组成响应包,在规定时间之内通过
FC
网络反馈给加载端。
3.2
INFORAMTION
操作模块
该操作用于获取目标端标识信息及设备当前存储和使用
的配置表的版本信息等。数据加载端接收到显示控制端的信
息操作命令，发送信息操作请求包，目标端接收请求包后，组
织信息操作应答包发送给数据加载端。
主要操作过程由以下两个阶段构成：
(1) 初始化阶段:显示控制端启动加载端向目标机端发出
INFORMATION
请求，目标机端收到请求之后回
S
<
THW
_
ID
_
POS
>.
LCI
文件，文件中的操作状态码表示目标机端接受
拒绝该操作。
(2) 传输阶段：在初始化完成之后，目标机端向加载端发
®<
THW
_
ID
_
POS
>.
LCL
目标机配置文件，该文件内容包括目
标机的设置信息。同时还会向加载端发送状态文件，来
实时表示信息操作的状态。
3_3
UPLOAD
操作模块
该操作用于从加载端向目标端上传文件数据。加载端发
送上传操作请求包，目标端接收请求包后，给加载端返回接受
或拒绝应答包，加载端收到应答包后，给目标端发送头文件,
目标端收到头文件后，解析文件，提取出文件列表，向数据加
载端读取文件，文件读取完成后，目标端对文件处理，完成后
通知数据加载端，结束上传操作。
主要操作由以下两个阶段构成：
(1) 初始化阶段:显示控制端启动加载端软件进行上传初
始化操作，目标机端组织生成<
THW
_
ID
_
POS
>.
LCI
文件并发
送到加载端。操作状态码表示目标机受或者拒绝该操作。
(2) 传输阶段：目标端对加载端发来的传输列表进行分析，
分析后的结果通过状态文件发送给加载端，如果接受所有文
件，目标机通过
TFTP
读操作来逐个获取加载数据文件，同时
还会向加载端发送状态文件，来实时表示信息操作的状态。
3.4
MEDIA-DOWNLOAD
操作模块
该操作用于从目标端到加载端下载文件，加载端发送下
载操作请求包
，
目标端接收请求包后，给加载端返回接受或拒
绝应答包，加载端收到应答包后,给目标端发送
LNR
文件，目
标端收到
LNR
文件后，解析文件，提取出文件列表，给数据加
载端发送文件，文件发送完成后，通知加载端，结束下载操作。
主要操作由以下两个阶段构成：
(1)初始化阶段:显示控制端启动加载端软件进行
DOWN
LOAD
初始化操作 ，目标机端组织生成 <
THW
_
ID
_
POS>.LND
文件并发送到加载端，文件中的操作状态码
i
示目标机端能
否进行操作。
⑵碰阶段:加载端发送列表文件
W _ ID _ POS>_LNR 文件到目标端，目标机端接收到文件之后将^析结果通过状 态文件反馈给加载端。加载端通过 TFTP 读操作来逐个获取 目标端数据文件，传输过程中目标端向加载端周期发送状态 文件来报告操作的进展和状态。 3.5 OPERATOR-DOWNLOAD 操作模块 加载端发送下载操作请求包，目标端接收请求包后，给加 载端返回接受或拒绝应答包，目标端组织 LNL 文件发送给加 载端，操作员选择需下载的文件，创建 LNA 文件，发送给目标 端，目标端解析文件，提取出文件列表，给加载端发送文件，文 件发送完成后，通知加载端，结束下载操作。其过程大致与 MEDIA-DOWNLOAD 操作相同。 4总结 本文通过对 ARINC 615 A 协议和 FC 网络的详细分析，提 出了一种 ARINC 615 A 加卸载软件实现方法，通过充分的测试 证明，该技术具备良好的正确性和可靠性。该标准协议可作 为 FC 网络设备的平台服务软件，满足具体应用需求，适用于 现代航空电子系统。 参考文献： [1] 支超有，唐长红.机载数据总线技术及其应用[ M ].北京: 国防工业出版社,2009. [2] 牛文生.机载计算机技术[ M ]北京:航空工业出版社,2013. [3] Softweare Data Loader Using Can Interface [ M ]. AERO NAUTICAL RADIO , INC . 2009. [4] 刘芸，戴小邸,逯计划，刘鸽，陈伊卿；基于 ARINC 615 A 的 加卸载软件设计与实现[ J ].航空计算技术,2016:105 — 109 [5] 张峰，王家礼，方葛丰.微处理器系统功能测试[ J ].现代电 子技术,2005(10) : 108 _ no te ] 熊华钢, 王中华.先进航空电子综合技术 [ M ]. 北京: 国防工 业出版社,2009. 作者简介: 胡靖宇（1989-)，男，陕西西安人，汉族，硕士，工程 师,研究方向:机载网络系统。 99 C 网
2024年5月11日发(作者：绪雨伯)
2018
年第
1
期
(总第
181
期）
信息通信
INFORMATION & COMMUNICATIONS
2018
(Sum. No 181)
基于FC网络的ARINC615A数据加卸载软件的设计与实现
胡靖宇，仲施平，薛楠，张成
(中航工业西安航空计算技术研究所，陕西西安710068)
摘要：随着现代航电系统的飞速发展，机栽网络环境日趋复杂，对于航电系统的信息数据加卸栽配置的要求日益增高,
高可靠性的加卸栽系统便显得及其重要。因此文章提出一种
AMNC
615
A
协议标准，规定交互的数据及文件的格式与
要求，来保障数据加卸栽的可靠性及准确性。
关键词:加卸栽;
ARINC
615
A
;
FC
网络
中图分类号:
TP
336 文献标识码:
A
文章编号:1673-1131(2018 )01-0098-02
0引言
随着航空电子的飞速发展和广泛应用，飞机航电系统日
益向着综合化、一体化，可灵活配置的方向发展[1]。出现了多
种适用于航空网络的文件加卸载技术，用于网络配置文件的
更新和获取。由于机载网络技术也在不断跨上新台阶日渐趋
于复杂1便对数据加卸载提出了更髙更可靠地要求，最初的
数据加卸载软件已无法满足其对稳定性、可靠性、正确性的要
求P1。
本文选用
ARINC
615
A
标准协议，作为航电系统数据文件
加卸载协议,通过对该标准协议体系结构的分析及研究，开发
出一种基于
FC
网络的
ARINC
615
A
数据加卸载软件，保证加
卸载过程的可靠性及正确性，满足航电系统的联试需求。
1
ARINC
615
A
协议简介
ARINC
615
A
标准协议是一种基于高速总线定义的数据
加卸载协议,具有可靠性髙、正确性髙等特点，适用于机载航
电网络的文件传输气
ARINC
615
A
加卸载端系统分为两个部分
，一
部分是
Loader
(加载端),通常运行在
FC
网络中的网络管理器上;另一
部分是
Taiget
(目标机),通常运行在
FC
网络的其他终端节点
上，如图1所示《■利用该系统，操作人员可通过显示控制设备
的界面操作，完成各目标机的在线加载和升级。数据加载管
理端对可加载数据进行管理并可靠地传输至各个目标机。目
标机用于配合数据加载管理端完成数据的传输以及软件的固
化。
M
拉设备
»
敗据加栽管理瑙
FC
总线
ft
H
标抑
H
标抑
H
标
#h
图1数据加载系统示意图
1.1
ARINC
615
A
协议分析
基于
ARINC
615
A
协议，加载端和目标机端主要完成的五
种功能如下：
(
l
)
FIND
操作：目标端接收到加载端发来的
FIND
请求包
后通过
FC
网络回复
FIND
应答包，应答包中包含了目标机的
参数信息。
⑵勝
ORMATION
操作:信息操作主要完成加载端对目
标机硬件信息的査看功能，目标端接收到加载端的信息操作
请求后，向加载端传输信息操作列表传输文件，用来向加载端
98
上报其硬件信息。
(3)
UPLOAD
操作：目标机接收到加载端的上传操作请求
后，通过分析请求包中的协议文件传清单，根据上传清单中列出
的数据文件，从加载端依次获取数据文件，完成文件上传功能。
⑷
MEDIA
_
DOWNLOAD
操作:介质定义模式下中，加载
端通过
FC
网络&下载请求的
TFTP
格式包传送至目标机端,
目标机分析文件列表，得知要下载的文件，然后将列表中包含
的文件发送至加载端。
(5)
OPERATOR
_
DOWNLOAD
操作:加载端向目标机发
送操作者定义下载请 _求包，目标机收到请求后向加载端发送
本地文件列表，加载端从文件列表中选择需要的数据文件，汇
总成下载文件清单发送至目标机，目标机根据文件清单将加
载端所选择的文件发送至加载端。
1.2
FC
协议分析
FC
(光纤通道)网络是综合计算机通道和数据网络概念提
出的一个不同于传统的通道和网络结构的互联方案4是一种
具有高实时性、可靠性、带宽、性价比的开放式通信技术，是用
交换或仲裁环拓扑处理介质访问冲突，采用信用策略控制网
络流量。
光纤通道标准定义了三种基本的拓扑结构点到点、伸
裁环和交换结构。交换结构目前是航电系统中应用最为广泛
的一种，各终端节点通过交换机组成星形网络结构，其拓展性、
隔离性、可靠性等都优于其他两种拓扑结构。本文所讨论的
FC
网络便采用此拓扑结构。
2系统方案设计
根据
FC
网络的特点，本文设计的
AR
1
NC
615
A
加卸载系
统就是要构建一个基于
TFTP
的
ARINC
615
A
端系统，并在此
基础上实现各种操作。按照功能将加卸载系统划分为6层:
MAC
层、
FC
驱动层、
TFTP
层、加载端/目标机协议层和加载
端/目标机应用层，如图2所示：
加载端目标机
图2数据加载结构层次图
信息通信
胡靖宇等
:
基于
FC
网络的
ARINC615A
数据加卸载软件的设计与实现
MAC
层:该层定义了连接的物理端口特性，包括介质、连
接器和收发器等,主要由硬件和
FPGA
逻辑实现。
FC
驱动层:该层实现基于
FC
-
AE
-
ASM
标准协议，该协议
针对航电系统中处理器、传感器和显示器之间的通信要求，提
供了保证确定性、安全和低延时特点的通信协议，适应于航空
电子设备间通信的特点。
FC
驱动层由
FC
驱动软件来实现。
TFTP
层：该层实现文件数据的发送和接收功能，包括读
文件请求、写文件请求、发送文件、接收文件和发送回复或错
误包操作，为协议文件的交互提供网络传输接口，可以便捷地
使用
FC
驱动层接口。
协议层:该层分为加载端协议层和目标机协议层两部分，
该层实现了加载端和目标机之间
FIND
操作、信息操作、上传
操作、介质定义下载操作和操作者定义下载操作五种操作。
应用层：应用层分为加载端应用层和目标机应用层两部
分，该层由上层应用发起，用户通过调用615
A
协议层加载端
协议和目标端协议来实现。
3软件实现
数据加卸载软件分为加载端软件和目标端软件，该软件
系统按照功能划分可分为5个模块，分别为
FIND
、
INFORMA
-
TION
、
UPLOAD
、
MEDIA-DOWNLOAD
和
OPERATOR
-
DOWNLOAD
模块。
3_1
FIND
操作模块
FIND
操作主要完成的功能是当收到加载显示控制端的
目标机查找命令时，加载端应能够通过
FC
网络向各目标节点
广播
FIND
请求，获取每个目标端的硬件信息，包括：目标机标
识、目标机类型、目标机位置、硬件名称和厂商标号。在允许
的时间范围内接收目标机端回复的
FIND
应答包，解析并获取
目标机硬件信息，将目标机名称及其对应可加载软件信息发
送给加载显示控制端。
主要操作过程由以下两个阶段构成：
(1) 加载端收到显示控制端的目标机查询命令，通过
F
络交换机进行广播发送
FIND
请求；
(2) 目标机端接收到请求包后,按照协议将目标机端的硬件
信息组成响应包,在规定时间之内通过
FC
网络反馈给加载端。
3.2
INFORAMTION
操作模块
该操作用于获取目标端标识信息及设备当前存储和使用
的配置表的版本信息等。数据加载端接收到显示控制端的信
息操作命令，发送信息操作请求包，目标端接收请求包后，组
织信息操作应答包发送给数据加载端。
主要操作过程由以下两个阶段构成：
(1) 初始化阶段:显示控制端启动加载端向目标机端发出
INFORMATION
请求，目标机端收到请求之后回
S
<
THW
_
ID
_
POS
>.
LCI
文件，文件中的操作状态码表示目标机端接受
拒绝该操作。
(2) 传输阶段：在初始化完成之后，目标机端向加载端发
®<
THW
_
ID
_
POS
>.
LCL
目标机配置文件，该文件内容包括目
标机的设置信息。同时还会向加载端发送状态文件，来
实时表示信息操作的状态。
3_3
UPLOAD
操作模块
该操作用于从加载端向目标端上传文件数据。加载端发
送上传操作请求包，目标端接收请求包后，给加载端返回接受
或拒绝应答包，加载端收到应答包后，给目标端发送头文件,
目标端收到头文件后，解析文件，提取出文件列表，向数据加
载端读取文件，文件读取完成后，目标端对文件处理，完成后
通知数据加载端，结束上传操作。
主要操作由以下两个阶段构成：
(1) 初始化阶段:显示控制端启动加载端软件进行上传初
始化操作，目标机端组织生成<
THW
_
ID
_
POS
>.
LCI
文件并发
送到加载端。操作状态码表示目标机受或者拒绝该操作。
(2) 传输阶段：目标端对加载端发来的传输列表进行分析，
分析后的结果通过状态文件发送给加载端，如果接受所有文
件，目标机通过
TFTP
读操作来逐个获取加载数据文件，同时
还会向加载端发送状态文件，来实时表示信息操作的状态。
3.4
MEDIA-DOWNLOAD
操作模块
该操作用于从目标端到加载端下载文件，加载端发送下
载操作请求包
，
目标端接收请求包后，给加载端返回接受或拒
绝应答包，加载端收到应答包后,给目标端发送
LNR
文件，目
标端收到
LNR
文件后，解析文件，提取出文件列表，给数据加
载端发送文件，文件发送完成后，通知加载端，结束下载操作。
主要操作由以下两个阶段构成：
(1)初始化阶段:显示控制端启动加载端软件进行
DOWN
LOAD
初始化操作 ，目标机端组织生成 <
THW
_
ID
_
POS>.LND
文件并发送到加载端，文件中的操作状态码
i
示目标机端能
否进行操作。
⑵碰阶段:加载端发送列表文件
W _ ID _ POS>_LNR 文件到目标端，目标机端接收到文件之后将^析结果通过状 态文件反馈给加载端。加载端通过 TFTP 读操作来逐个获取 目标端数据文件，传输过程中目标端向加载端周期发送状态 文件来报告操作的进展和状态。 3.5 OPERATOR-DOWNLOAD 操作模块 加载端发送下载操作请求包，目标端接收请求包后，给加 载端返回接受或拒绝应答包，目标端组织 LNL 文件发送给加 载端，操作员选择需下载的文件，创建 LNA 文件，发送给目标 端，目标端解析文件，提取出文件列表，给加载端发送文件，文 件发送完成后，通知加载端，结束下载操作。其过程大致与 MEDIA-DOWNLOAD 操作相同。 4总结 本文通过对 ARINC 615 A 协议和 FC 网络的详细分析，提 出了一种 ARINC 615 A 加卸载软件实现方法，通过充分的测试 证明，该技术具备良好的正确性和可靠性。该标准协议可作 为 FC 网络设备的平台服务软件，满足具体应用需求，适用于 现代航空电子系统。 参考文献： [1] 支超有，唐长红.机载数据总线技术及其应用[ M ].北京: 国防工业出版社,2009. [2] 牛文生.机载计算机技术[ M ]北京:航空工业出版社,2013. [3] Softweare Data Loader Using Can Interface [ M ]. AERO NAUTICAL RADIO , INC . 2009. [4] 刘芸，戴小邸,逯计划，刘鸽，陈伊卿；基于 ARINC 615 A 的 加卸载软件设计与实现[ J ].航空计算技术,2016:105 — 109 [5] 张峰，王家礼，方葛丰.微处理器系统功能测试[ J ].现代电 子技术,2005(10) : 108 _ no te ] 熊华钢, 王中华.先进航空电子综合技术 [ M ]. 北京: 国防工 业出版社,2009. 作者简介: 胡靖宇（1989-)，男，陕西西安人，汉族，硕士，工程 师,研究方向:机载网络系统。 99 C 网