ARINC-429数据总线介绍

ARINC-429数据总线介绍2021-5-19 1、概述 以ARINC-429总线构成的数传系统可以说是一个单信息源、多接收器的数据传输系统。为了实现设备之间的双向通讯，必须建立一个双向的数据传输链路。对于一个ARINC-429数据传输系统来说，如果要增加一个设备，或者由于改进而增加设备，那么对于每一个与它有信息铰链的设备来说，它们之间都应增加适当的数据链路，这样，随着设备的增加，所需要的ARINC-429链路的数量也就越来越大，这样就无形中增加了飞机的体积和重量，同时也降低了整个系统的可靠性和稳定性。 1、概述 ARINC-429数据传输系统增加设备连接的示意图如图： 在ARINC-429数据传输系统中，嵌入在发送设备中的发送单元可与接收设备中的多达20个接收终端连接。 2、总线传输介质 ARINC-429数据总线有两端接地的双绞屏蔽电缆组成，外边的屏蔽套接地电位。两股屏蔽线中，一股为A线，另一股为B线。A线和B线传送的信号相差180。 3、信号调制方式 ARINC-429总线传输的是双极归零式的调制信号。信号从高电平回归到零电平表示逻辑状态1，信号从低电平回归到零电平表示逻辑状态0。具体如下图所示 4、总线传输速率 一般情况下， ARINC-429总线有两种总线传输速率：100Kbps、48Kbps；有时最高可达100Kbps，最低为12.514 Kbps。总线上所传输的每个信息字由32位组成，加上4位零电平的静寂间隔时间，共36位在高低两种传输速率中，每一位的传输时间是不同的。在以12.5 Kbps的低速率传输时，每位的传输时间为80微秒，每传送一个ARINC 字的时间为：3680微秒=2.88毫秒；在以100 Kbps的高速率传输时，每位的传输时间为10微秒，每传送一个ARINC 字的时间为：3610微秒=360微秒。 5、ARINC-429 字格式 每一个ARINC-429字由32位构成。其格式如下：位号32 31 30 29 11 10 9 8 1功能奇偶位 符号状态位数据位SD标号位 数据传输顺序实现发送第1位，然后依次发送至32位，先传标号位，后传数据。当传输数据时，先传输最低位。但标号位应先传最高位，后传最低位。 5、ARINC-429 字格式 l标号位（LABEL）：第18位，用于标识传输的参数。8 7 6 5 4 3 2 1LSB MSBl源/目的识别位(SD) ：第910位，当需要将一些专用字传输到一个多系统的特定系统时，就可以用SDI来识别字的目的地。SDI也可以根据字内容来判明一个多系统的源系统 。 l数据位(DATA) ：第1129位，将数据进行编码，以便于传输。l符号状态位(SSM) ：第3031位，用于标识数据字的特性，如方向，符号等。SSM可表明数据发生器硬件的状态，是无效数据还是试验数据 。l奇偶校验位(Parity) ：第32位。 5、ARINC-429 字格式 说明 ：l数据位(DATA)第1129位，可以单独使用，即用第1129位来表示物理量的大小。如果物理量为无符号数，直接用第1129位来表示；如果物理量为有符号数，第29位表示符号，第1128位表示数据大小。l数据位(DATA)第1129位和符号状态位(SSM)第3031位联合使用，即用数据位(DATA)表示物理量的大小，用符号状态位(SSM) 表示符号。 6 ARINC429硬件设计 ARINC429总线接口板的主要功能是在ARINC429总线及上位机之间起到桥梁作用，实现ARINC429总线数据信息的接收和发送。当有数据从ARINC429总线上传输时，ARINC429接口电路能够准确地将其接收，并把它送到中央处理器，经中央处理器处理后，向上位机发送；当上位机的消息传输到来时，由中央处理器进行实时处理后，控制ARINC429收发模块将数据传送到ARINC429总线上。 6 ARINC429硬件设计 (1)PCI总线接口 PCI 总线是一种兼容性最强、功能最全的计算机总线。他可同时支持多组外围设备, 且不受制于处器， 为CPU 及高速外围设备提供高性能、高吞吐量、低延迟的数据通路。 (2)处理器 由于上位机通过ARINC429总线接口板收发的数据量大，所以在设计总线接口板时，采用接口板上有CPU处理器。由板上CPU处理器对ARINC429信息进行处理，完成数据的发送和接收，这样可以提高上位机的效率。 (3)双口存储器 由于上位机通过ARINC429总线接口板收发的数据量大，为了提高上位机的效率，所以收发的数据需要缓存。 (4) ARINC429协议芯片双口存储器 上位机采用ARINC429总线进行数据通讯时，则在上位机与ARINC429总线之间必须有一个ARINC429协议转换部件。采用专用的HS3282协议芯片。 HS3282的性能指标为：l两路接收和一路发送；l环绕自测试模式；l数据字长为25bits或32bits格式；l接收数据时进行校验，发送数据时产生校验； l具有832bit的发送缓存； (4) ARINC429协议芯片双口存储器 HS3282的复位是低电平有效，外部工作时钟为1MHz。具有二路接收(第一路接收和第二路接收)和一路发送。要使电路正常工作，发送时需要和HS3182配合。 接收数据时，接收到的每一位数据的开始位首先被检测，外部提供的工作时钟为1MHz，内部接收和发送速率可以设置为十分之一或八十分之一（即100kbps或12.5kbps）。读接收器的任一个字时，一般都需要检测收到的信息数据的校验位。初始化时，可以设置字长为32Bit或25Bit。 (5)接口控制电路 处理器、ARINC429总线协议芯片与双口存储器是通过接口控制电路连接的，接口控制电路包括：地址译码电路、逻辑控制电路。 (6)晶振 晶振为ARINC429总线协议芯片和处理器所需要的时钟脉冲。 7 ARINC429字与HS3282 字关系 为了发送ARINC-429的32位字，需要向HS3282 写入2个16位字，即低字和高字。 7 ARINC429字与HS3282字关系奇偶位符号状态位数据位SD标号位ARINC429字32 31 30 13 11 10 9 8 1 HS3282低字8 10 9 15 15 13 0 7数据位ARINC429字29 14HS3282高字15 0 7 ARINC429字与HS3282 字关系 真空速接口控制文件3.doc 经度接口控制文件3.doc