پژوهشگران پژوهشکده‌ی اویونیک دانشگاه صنعتی اصفهان موفق شدند، شبکه استاندارد AFDX را به طور کامل به صورت سخت افزاری بر روی تراشه‌ی Zynq پیاده‌سازی نمایند. در این پروژه فرستنده و گیرنده‌ی AFDX به طور جداگانه با در نظر گرفتن تمام ملاحظات استاندارد ARINC664-part7 پیاده‌سازی شده است که می‌تواند به عنوان کارت شبکه یا RDC مورد استفاده قرار گیرد.

با افزایش سامانه‌های اویونیکی پرنده‌ها، لزوم برقراری ارتباط سریع و مطمئن بین سامانه‌های مختلف بیش از پیش خودنمایی می‌کند. ارتباط بین سامانه‌های مختلف از طریق گذرگاه‌های داده برقرار می‌شود. پیاده‌سازی این گذرگاه‌ها معمولا با حجم عظیمی از سیم‌کشی در داخل پرنده همراه است. گذرگاه داده‌ی AFDX  که  در استاندارد ARINC664-part7 تعریف شده است، گذرگاه داده‌ی جدید و مبتنی بر استاندارد تجاری و تکامل یافته‌ی Ethernet است. از آنجا که AFDX همانند Ethernet از سوئیچ (AFDX Interconnect) استفاده  می‌کند، ضمن کاهش حجم سیم کشی در داخل پرنده، یک ارتباط تمام دو طرفه را برای سامانه‌های اویونیکی فراهم می‌آورد. استاندارد ARINC664-part7 با اضافه کردن مفهوم لینک مجازی به Ethernet قابلیت ارتباط نقطه به نقطه بین سامانه‌های مختلف را ممکن می‌کند. در این استاندارد با تعریف شکاف تخصیص پهنای باند(Bandwidth Allocation Gap) برای هر لینک مجازی می‌توان از سقف پهنای باند لحظه‌ای اطمینان حاصل کرد. همچنین در جهت افزایش قابلیت اطمینان در این استاندارد افزونگی در نظر گرفته شده است.

در شکل 1 بلوک دیاگرام واحد فرستنده نشان داده شده است بطوریکه واحدهای زمانبند و مدیریت افزونگی به صورت سخت‌افزاری در داخل PL تراشه‌ی Zynq پیاده‌سازی شده‌اند. همچنین شکل 2 بلوک دیاگرام واحد گیرنده را نشان می‌دهد که بلوک های بررسی صحت و مدیریت افزونگی به صورت سخت افزاری در داخل PL تراشه‌ی Zynq پیاده‌سازی شده‌اند.

شکل 1: بلوک دیاگرام واحد گیرنده

شکل 2: بلوک دیاگرام واحد فرستنده

پیاده‌سازی سخت‌افزاری این واحدها به آزاد شدن CPU کمک می‌کند. از آنجایی که FPGA برای پیاده‌سازی این پروژه انتخاب شده است به راحتی می‌توان واسط‌های دیگر را به سخت‌افزار فرستنده و گیرنده اضافه کرده و RDC مورد نیاز کارفرما برای تبدیل واسط‌های مختلف به AFDX را پیاده‌سازی نمود. همچنین می‌توان گذرگاه‌های داده‌ی پر سرعت مثل PCI و PCI-Express را به طراحی اضافه نمود و به یک کارت شبکه‌ی AFDX دست یافت.

برخی از مهم‌ترین ویژگی‌های این محصول عبارتنداز:

  • پشتیبانی از سه سرعت 10\100\1000 مگابیت برثانیه و امکان تنظیم سرعت به صورت نرم‌افزاری بدون نیاز به تغییر سخت افزار
  • استفاده از دو عدد درگاه اترنت جهت افزایش قابلیت اطمینان
  • پیاده‌سازی لینک مجازی با امکان تعریف شکاف اختصاص پهنای باند(BAG) برای هر لینک مجازی به طور مجزا
  • دارای 5 پورت RS232 به منظور تبدیل داده‌ها به AFDX و بالعکس (امکان افزایش یا کاهش پورت‌ها)
  • امکان اضافه‌نمودن پورت‌های مختلف نظیر RS422، RS485، CAN، 1553B، ARINC429 و …
  • امکان استفاده به عنوان کارت شبکه‌ی AFDX