英特尔雷电总线在航空航天测试领域的应用介绍
什么是雷电4总线？
什么是雷电技术？
雷电技术是英特尔开发的连接标准，可通过一个连接点提供电源、数据和视频信号。雷电技术认证为电缆、电脑和配件确立了强制最低要求，从而确保不同设备和供应商间实现更高的可靠性和互操作性。对于最终用户而言，基于雷电技术的产品能在连接配件时提供卓越的体验。
雷电技术 4 与 USB-C 的区别
雷电技术 4 与 USB-C 不同；但是雷电技术与 USB-C 使用的是相同的连接器类型，均为椭圆形。
雷电技术 4 的最低要求更高 雷电技术 4 认证需要能够支持以恒定 40 Gbps 带宽传输的电源、数据和视频。USB 电缆、设备和端口的数据传输速率可能会限制于一个可变范围内，且不保证显示质量。雷电技术标志是一个简单、可靠的指示，表示设备之间的连接可以实现什么。
菊链、集线器和坞站
使用菊链连接多台雷电技术设备。数据、电源和视频信号可以从电脑流向链接中的五个额外配件。还可以将多个设备连接到一个雷电技术集线器或坞站，接入配备雷电技术的电脑，来将所有配件集合到同一连接中。
外接显卡、存储和 PCIe 机壳
雷电技术 4 的高带宽使得最终用户可以将他们的电脑连接到外接 GPU、存储硬盘和 PCIe 机壳上。PCIe 不支持 USB 3 连接，USB 4 则是可选，而雷电技术 4 则提供了最灵活的可连接设备选项。
借助外接显卡，游戏玩家可以在推荐的视觉设置和更高帧率下玩游戏，即便是轻薄型笔记本电脑也可以。创作者可以大幅缩短渲染和导出时间，从而提高其工作效率和作品输出。 外接存储使得游戏玩家可以直接从外接硬盘读取大型游戏文件，节省电脑上的宝贵存储空间。创作者可以快速备份大型视频、照片文件，让创作更安心。 连接外部 PCIe 机箱的功能有助于实现更多可能性，例如视频采集卡等。
雷电技术 4 电缆
可以使用长达两米的雷电技术 4 电缆与 USB 和 DisplayPort 配件连接，使用户可以更加灵活地配置工作站和游戏中心。
电脑到电脑网络连接
用户可以连接多台支持雷电技术的电脑，从而在设备之间建立安全连接，且速度高于 10 Gb 以太网连接。这一连接可实现快速、轻松的文件共享，特别是大型文件。
Windows 11 的操作系统驱动程序支持
随着 Microsoft Windows 11 的推出，雷电技术驱动程序已不再是固件级别，而集成到了操作系统中。Windows 11 的快速布局还适用于多个通过雷电技术互连的 4K 显示器。
用于工作效率、游戏和创作的雷电技术
游戏玩家、内容创作者和追求日常工作效率的员工都将从雷电技术中获益。这一标准还能实现整洁有序的桌面，在单个连接中提供整合连接性与高带宽。最终用户可以快速移动大量文件，实现最高质量的显示设置，并使用坞站、集线器和菊链添加他们所需的配件。
雷电技术关键要点
雷电技术 4 使用椭圆形 USB-C 连接器类型，标有闪电标志，与 USB4 兼容。
此通信协议通过一条电缆便可提供强大的充电、数据传输和视频信号功能。
使用雷电技术 4 菊链连接多达五个设备：坞站、集线器、外接 PCIe 设备、外接显卡和多达两个 4K 显示器。
在采用第 11 代（或更新）智能英特尔® 酷睿™ 处理器、英特尔® vPro® 和英特尔 Evo 平台的设备上找到雷电技术 4 端口。
更多雷电4相关知识可参考：https://www.intel.cn/content/www/cn/zh/architecture-and-technology/thunderbolt/thunderbolt-4-vs-usb-c.html
Thunderbolt™ 雷电技术：简单又可靠的高速 USB-C 连接：https://www.intel.cn/content/www/cn/zh/architecture-and-technology/thunderbolt/overview.html
雷电4总线在航空航天测试设备中的应用案例分享
一种便携式AFDX总线测试设备解决方案
主要功能
便携式AFDX维护设备能够完成多种场景下AFDX 产品及其所组成网络的智能诊断与在线升级，具有携带方便，容易操作的特点，便携式AFDX维护设备主要用途如下：
智能诊断功能，提供AFDX 产品模块级故障诊断、网络级故障诊断。具体功能如下：
(1) 模块级故障诊断功能：检测AFDX单模块的健康状态、端口连接状态、数据收发状态、关键寄存器状态、误码率等；
(2) 设备级故障诊断功能：维护设备能够与AFDX端系统或交换机的通信 端口连接，检测AFDX 设备的健康状态；
(3) 网络级故障在线诊断功能：维护设备能够直接与AFDX交换机连接，检测网络拓扑结构、网络各节点(端系统)上下网状态，实时获取与分析网络消息，动态监测网络的异常消息并计算误码率；
(4) 网络级故障离线诊断功能：维护设备能够通过分析存储在本地的网络 数据，检测出网络存在的故障，包括：网络拓扑结构、数据收发状态、误码率等。
a) 在线升级
在线升级功能，支持配置表、软件和FPGA逻辑的在线升级功能，包括设备级升级和网络级升级。
系统架构框图
硬件设计
1.1. 硬件设计
便携式AFDX维护设备主要由以下部件组成：
便携式加固平板电脑；
USB总线AFDX端系统传输卡×1；
测试转接盒（含PCIe转接板卡×3）；
USB转有线网卡：USB3.0转RJ45；
USB3.2集线器：USB3.2分线器10Gbps扩展坞 ；
键鼠套装：便携式键盘、鼠标；
电源适配器：直流电源适配器（12V/2A)；
便携式加固包装箱:D4817加海绵；
网络电缆、串口调试电缆；
雷电4数据电缆；
配套软件。
1.2. 便携式加固平板电脑
本方案选用的便携式加固平板电脑型号为：Getac F110高性能加固平板电脑。其实物外观如图2所示：
加固平板电脑主要性能配置参数为：
操作系统：Windows 11专业版；
Intel® Core™ i5-1135G7 处理器(Intel® 睿频加速技术 最高可达 4.2GHz)- 8MB Intel® 智能高速缓存；
Intel® UHD Graphics；
11.6" 宽视角 TFT LCD FHD (1920 x 1080)；
1,000 nits LumiBond® 显示器搭载 Getac 阳光下可读技术；
电容式多点触控屏幕；
16GB DDR4；
512GB PCIe NVMe SSD；
1.3 测试转接盒
自研板卡：雷电4总线转PCIE总线接口板；
自研板卡：雷电4总线转PCI总线接口板；
自研板卡：雷电4总线转PMC总线接口板；
软件设计
“便携式AFDX维护设备测试软件”以下简称“测试软件”，是便携式AFDX维护设备的适配软件，主要功能分为两部分，一部分为智能诊断功能，另一用于为在线升级功能。
“测试软件”的设计实现，主要有以下几个特点：
（1）遵循“功能完整，性能稳定，美观易用，维护方便，扩展性强”的设计原则；
（2）深入挖掘、细化技术要求，测试需求全覆盖；
（3）模块化设计实现，进度可控，质量可靠；
（4）融合我公司在航电系统等非标测试设备领域多年的技术积累和研发经验。
“测试软件”的主要功能有：
（1）账户管理功能，包括用户登录验证，权限控制，用户添加、用户删除、密码更改等功能；
（2）板卡自检功能；
（3）智能诊断功能；
（4）在线升级功能。
