裴璐廈

（沈陽飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司，遼寧沈陽 110850）

基于飛行試驗(yàn)采集的FC數(shù)據(jù)檢測(cè)分析技術(shù)

裴璐廈

（沈陽飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司，遼寧沈陽 110850）

飛行試驗(yàn)總線檢測(cè)分析作為一項(xiàng)重要的技術(shù)鑒定手段，直接給試飛工程師提供了數(shù)據(jù)依據(jù)。在飛行試驗(yàn)過程中，試驗(yàn)機(jī)機(jī)載總線測(cè)試系統(tǒng)采集記錄航電系統(tǒng)FC總線，試飛工程師對(duì)該記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并將分析的結(jié)果數(shù)據(jù)作為鑒定該試驗(yàn)機(jī)航電系統(tǒng)的重要依據(jù)。本文文章就基于飛行試驗(yàn)采集的FC數(shù)據(jù)檢測(cè)分析技術(shù)進(jìn)行略述。

飛行試驗(yàn) FC數(shù)據(jù) 檢測(cè)技術(shù)

1 飛行試驗(yàn)總線檢測(cè)分析

FC光纖通道具有高帶寬、開放式互聯(lián)等特點(diǎn)，解決了航空產(chǎn)品中許多與高性能數(shù)據(jù)塊傳輸相關(guān)的難題；但是FC具有的網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)也給飛行試驗(yàn)航電總線測(cè)試帶來了新的挑戰(zhàn)。在采用了FC光纖通道總線構(gòu)架技術(shù)后，對(duì)采用了新技術(shù)后的航電系統(tǒng)進(jìn)行鑒定是飛行試驗(yàn)一項(xiàng)重要內(nèi)容。應(yīng)用了FC總線技術(shù)后的航電系統(tǒng)，飛行試驗(yàn)測(cè)試環(huán)境也隨之變得復(fù)雜，測(cè)試系統(tǒng)需要在網(wǎng)絡(luò)化總線下進(jìn)行采集，同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。針對(duì)新形勢(shì)下的航電總線網(wǎng)絡(luò)的延遲性、不確定性、丟包等缺點(diǎn)，對(duì)飛行試驗(yàn)測(cè)試采集的FC總線數(shù)據(jù)必須進(jìn)行檢測(cè)分析，以驗(yàn)證采集的總線數(shù)據(jù)可靠，進(jìn)而對(duì)航電系統(tǒng)進(jìn)行鑒定。

2 FC數(shù)據(jù)檢測(cè)分析

2.1 FC總線檢測(cè)分析

由于FC總線飛行試驗(yàn)的測(cè)試環(huán)境及總線本身具有的網(wǎng)絡(luò)特性，需對(duì)FC總線進(jìn)行檢測(cè)分析。FC總線檢測(cè)分析主要包括：FC消息幀識(shí)別，F(xiàn)C完整幀檢測(cè)，F(xiàn)C幀丟包檢測(cè)。FC消息幀識(shí)別分析是FC總線數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)，因飛行試驗(yàn)采集記錄的FC總線數(shù)據(jù)是以二進(jìn)制存儲(chǔ)的，同時(shí)記錄的不僅僅只有FC總線數(shù)據(jù)，還有隨機(jī)的其他底層通信消息，所以要對(duì)飛行試驗(yàn)采集記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行FC消息幀識(shí)別。FC完整幀檢測(cè)分析是對(duì)FC總線數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的必要步驟，對(duì)識(shí)別后的FC消息幀進(jìn)行完整性分析，以確定采集記錄的FC總線消息幀的完整性。FC幀丟包檢測(cè)分析是對(duì)試驗(yàn)機(jī)航電系統(tǒng)以及飛行試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)部署的一項(xiàng)重要的鑒定技術(shù)手段，對(duì)航電子系統(tǒng)之間通信的消息經(jīng)過核心交換機(jī)之后是否存在丟失數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以確定航電系統(tǒng)之間通信的可靠性。

2.2 FC總線檢測(cè)分析過程

FC總線檢測(cè)分析的過程一般包含：（1）讀取飛行試驗(yàn)測(cè)試記錄的FC總線數(shù)據(jù)；（2）按照記錄協(xié)議開始進(jìn)行FC總線的解析分析；（3）分析并找到完整的UPD數(shù)據(jù)包；（4）對(duì)完整的UPD數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；（5）按照FC協(xié)議進(jìn)行FC總線的識(shí)別分析，確定記錄的FC消息幀；（6）分析并找到FC消息幀；（7）對(duì)FC消息幀進(jìn)行完整性分析；（8）對(duì)完整的FC消息幀進(jìn)行丟包分析檢測(cè)；（9）循環(huán)這一過程，直到檢測(cè)分析完成。

3 FC數(shù)據(jù)檢測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 FC總線消息識(shí)別分析技術(shù)

在對(duì)飛行試驗(yàn)海量FC總線數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)分析時(shí)，需不斷地讀取數(shù)據(jù)，進(jìn)行關(guān)鍵字段地判斷、跳過等操作［1］。在測(cè)試系統(tǒng)的采集子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，采用了對(duì)采集到的標(biāo)準(zhǔn)的FC總線數(shù)據(jù)打標(biāo)記的技術(shù)手段來識(shí)別FC總線數(shù)據(jù)包，一般記錄包頭的識(shí)別字位置定義為0x FE6B2840，這樣在分析海量復(fù)雜原始FC總線數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)FC總線消息進(jìn)行識(shí)別分析：

（1）按照以太網(wǎng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，找到一個(gè)完整的UDP數(shù)據(jù)包；（2）判斷在記錄包頭的前4B是否為0x FE6B2840；（3）如果不是則表示不是需要的FC幀，接著分析下一個(gè)數(shù)據(jù)包；（4）如果是則表示該數(shù)據(jù)包為所需要的FC總線數(shù)據(jù)幀。通過識(shí)別字的判斷，實(shí)現(xiàn)了FC總線消息的識(shí)別判斷，確定測(cè)試系統(tǒng)記錄了哪些FC消息幀。

3.2 完整FC幀檢測(cè)技術(shù)

在獲得一個(gè)FC消息幀后，按照飛行試驗(yàn)的需求，需要對(duì)FC總線消息幀進(jìn)行完整性檢測(cè)，以鑒定FC總線幀的完整性。對(duì)照FC總線協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，首先對(duì)關(guān)鍵字段信息進(jìn)行檢測(cè)，包括一個(gè)SOF定界符、一個(gè)EOF定界符和CRC字段：

（1）首先對(duì)SOF界定符進(jìn)行檢測(cè)，它采用了SOFn3的編碼，并且SOFn3的編碼值：0x BCB53636；（2）如果SOF界定符的值不符合約定，則該數(shù)據(jù)幀就不是需要的消息幀；（3）其次對(duì)CRC字段進(jìn)行檢測(cè)，效驗(yàn)碼CRC由硬件計(jì)算并填入，一般為0x FFFFFFFF；（4）如果CRC界定符的值不符合約定，則該數(shù)據(jù)幀就不是我們需要的消息幀；（5）最后對(duì)EOF定界符進(jìn)行檢測(cè)分析，EOF采用了EOFt N的編碼，且其值為0x BC957575；（6）如果EOF界定符的值不符合約定，則該數(shù)據(jù)幀就不是需要的消息幀；通過SOF定界符、EOF定界符和CRC字段的判斷，實(shí)現(xiàn)了FC總線消息的完整性檢測(cè)［2］。

3.3 FC幀丟包檢測(cè)技術(shù)

FC總線為網(wǎng)絡(luò)化總線技術(shù)，同時(shí)測(cè)試系統(tǒng)對(duì)FC總線的采集也運(yùn)用了網(wǎng)絡(luò)化測(cè)試技術(shù)。理論上網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的運(yùn)用就會(huì)存在丟包現(xiàn)象，所以對(duì)采集記錄的FC總線數(shù)據(jù)進(jìn)行丟包檢測(cè)就非常有必要。航電總線消息有兩類：一類是周期性消息，一類是事件消息。事件消息在標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議架構(gòu)下無法進(jìn)行丟包檢測(cè)，但是周期性消息可以進(jìn)行丟包檢測(cè)。對(duì)FC總線的丟包檢測(cè)主要針對(duì)周期性消息。按照ICD信息文件的定義，對(duì)周期性消息進(jìn)行丟包檢測(cè)分析：

（1）對(duì)記錄的FC試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行FC總線消息識(shí)別分析即FC幀完整性檢測(cè)分析；（2）對(duì)需要檢測(cè)分析的FC消息，讀取ICD數(shù)據(jù)庫中相關(guān)信息，特別是周期信息；（3）對(duì)FC消息幀進(jìn)行周期性檢測(cè)，比對(duì)每個(gè)周期ICD中定義的消息幀出現(xiàn)的次數(shù)和ICD定義中定義的次數(shù)是否一致，如果少于定義的則表示丟包；（4）對(duì)檢測(cè)分析的FC總線數(shù)據(jù)幀進(jìn)行丟包統(tǒng)計(jì)并給出結(jié)果。通過周期信息的判斷，實(shí)現(xiàn)了FC總線消息的丟包檢測(cè)分析。

4 結(jié)語

綜上所述，文章基于飛行試驗(yàn)對(duì)于FC總線數(shù)據(jù)檢測(cè)分析的基本要求，對(duì)FC總線檢測(cè)分析的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，期望對(duì)同行能夠有所借鑒。

［1］歐陽永忠.海空重力測(cè)量數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)研究［D］.武漢大學(xué)，2013.

［2］彭國金，劉嫚 婷，李峰.基于迭代尋址的試飛FC數(shù)據(jù)快視分析技術(shù)［J］.計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2015（10）.