针对高速串行总线IEEE1394B的特点, 分析在此基础上的SAE AS5643协议在航空安全关键领域的应用。研究了协议技术特点, 分别对时间同步、数据通信、根节点、拓扑和带宽等确定性方面展开阐述, 结合时间触发的优势, 对AS5643协议进行改进, 具体对时间触发调度、发送接收时刻等功能进行改进, 提出了一种基于AS5643协议的时间触发调度设计架构, 使其在未来高速(1.6 Gibit/s, 3.2 Gibit/s等)通信应用中进一步提升航空安全关键系统应用所需的鲁棒性和确定性。对实现的设计方案进行RTL级实现及仿真分析, 验证了通信的正确性。

机动规避和投射诱饵是战斗机对抗红外空对空导弹的有效措施。本文主要从桶滚机动和无动力型点源诱饵两方面进行了对抗策略研究。为了使研究更具实用性, 在考虑桶滚机动所需条件和诱饵弹受力的前提下, 阐述了诱饵弹的运动特性、干扰过程和对导弹制导系统的影响机理。为使研究更具适用性, 本文假设空对空导弹采用真比例导引律或增广比例导引律, 并且诱饵考虑在常规模式和应急模式下投射。建立了桶滚机动并伴有诱饵投射时对导弹制导精度影响的线性化时变模型和伴随模型。同时, 通过仿真结果的分析与比较, 验证了模型的正确性。脱靶量是表征防空导弹性能的一个重要参数, 提出了平均脱靶量和最大脱靶量占比来分析伴随模型的仿真结果。在此基础上, 分析了目标机的桶滚机动角速率和过渡机动方位角以及诱饵弹的齐投数量、投射间隔与投射方向策略对导弹脱靶量的影响规律。这将为战斗机对抗红外空对空导弹提供策略参考。

时间触发(TT)通信网络能够有效地保证安全关键领域网络数据传输的可靠性和实时性，分析了TT通信网络在安全性方面的监护及容错机制原理，开展了基于时间窗口、语义、流量的网络监护方法设计。基于余度通信的时间同步容错设计和基于执行者/监控者的高完整性容错设计，构建了TT通信网络监护及容错机制验证环境，开展了相关测试验证工作，结果表明在TT通信网络监护和容错方面的分析设计能够有效提升网络运行的安全性。

航空电子全双工交换式以太网(AFDX)是实现航电系统间的高速数据交换枢纽和核心，是现代先进飞机分布式综合化的关键技术之一，具有低延迟、确定性、高可靠性等诸多优点。为满足下一代机载网络对高带宽的需求，结合现有AFDX技术基础，提出了基于SoPC型FPGA的千兆AFDX交换机技术，分别从关键技术、系统架构设计、功能仿真等方面阐述。经功能/性能测试，本设计满足千兆AFDX网络通信设计，其确定性、高速率满足通信架构设计要求。

ARINC825规范是在CAN总线相关标准的基础上, 基于民用飞机高安全性的要求, 在通信调度、完整性协议、冗余等方面对CAN协议做了适应性改进而形成的一个机载总线标准, 在高层协议中增加了基于主时间片和次时间片的通信调度, 从而保证了确定性。对ARINC825的确定性进行分析, 提出了基于FPGA的设计方法, 并分别通过仿真和测试方法对该设计以及端到端传输延时进行了分析, 结果表明能够满足确定性要求。

时间触发协议(TTP)总线, 或称时间触发总线, 是一种用于安全关键实时控制系统的总线, 采用基于全局时间基的时间触发通信机制。针对时钟同步高精度、容错的要求, 研究了时间触发总线时钟同步算法, 在OMNeT++仿真环境下建立了节点机模型和时钟同步算法模型, 构建了时间触发总线系统模型, 对时钟同步算法进行仿真, 验证了同步算法。在同步周期足够的情况下, 可以达到1 μs以内的同步精度。