基于AFDX的机载数字音频系统设计与实现

摘要

航空电子系统作为飞机的重要组成部分，其性能优劣及安全性和可靠性直接关系飞机战术性能的实现和作战中使用要求的满足。机载音频系统作为航空电子系统的重要组成部分，主要用于飞机与外部的话音通信、机内成员相互通信、告警音频产生以及导航音接收，贯穿于飞机的每个飞行架次，是飞机安全飞行的重要保障手段。在传统飞机上，机载音频系统采用模拟音频进行传输、处理，其集成度低、扩展能力差，越来越难以满足使用要求。
　　近50年来，航空电子系统的技术水平已经有了很大的发展，航空电子系统从分离式的航空电子系统、逐步向联合式、综合化及高度综合化方向发展。机载数据总线作为航空电子的关键技术之也得到了飞速的发展，从传输速率为100Kb/s的ARINC-429总线升级到传输速率为1Mb/s的MIL-STD-1553B总线，再到如今传输速率为100Mb/s的AFDX机载数据总线。随着数字信号处理技术的日趋发展和完善，专业的音频处理也开始转向数字化、网络化方向发展，因此设计一套基于航空总线传输的机载数字音频系统来替代传统的模拟音频系统就比较有工程意义。
　　本文的研究意义在于设计出一套基于 AFDX传输的机载数字音频系统，除了满足传统话音通信需求外，通过增加音频处理算法，解决传统音频系统中的噪声问题，并为后续工程实现奠定基础。
　　本论文首先描述了国内外机载数据总线和音频处理算法的现状，并对本系统中将采用的 AFDX理论和音频处理算法进行了描述。梳理了系统提出的功能性能需求，制定了系统实现方案。在系统方案基础之上，完成了基于AD公司SHARC系列ADSP21161的音频处理模块以及基于PowerPC8207处理器的AFDX端系统模块的硬件设计。软件方面给出了部分核心软件模块的设计与实现，并且对整个系统运行结果进行了测评。

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第一章 绪 论

1.1 论文研究的背景和意义

1.2 国内外相关研究及应用现状

1.3 论文研究的目的和任务

1.4 论文的组织与安排

第二章 关键技术

2.1 AFDX理论

2.2 语音算法

2.3 本章小结

第三章 系统需求与设计

3.1 设计目标

3.2 系统功能需求

3.3系统性能需求

3.4电磁兼容要求

3.5 环境适应性要求

3.6系统设计

3.7 本章小结

第四章 硬件设计与实现

4.1 ACP硬件设计

4.2 AIU硬件设计

4.3 设备实物图

4.4 本章小结

第五章 软件设计与实现

5.1 软件设计原则

5.2 软件开发环境

5.3 系统软件模块划分

5.4核心软件模块设计与实现

5.5 本章小结

第六章 系统运行结果和测试

6.1 功能测试

6.2 性能测试与分析

6.3 算法测评

6.4 电磁兼容试验结果

6.5 环境试验结果

6.6 本章小结

第七章 总结与展望

致谢

参考文献