1、1、概述 以ARINC-429總線構(gòu)成的數(shù)傳系統(tǒng)可以說是一個(gè)單信息源、多接收器的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的雙向通訊，必須建立一個(gè)雙向的數(shù)據(jù)傳輸鏈路。對(duì)于一個(gè)ARINC-429數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)來說，如果要增加一個(gè)設(shè)備，或者由于改進(jìn)而增加設(shè)備，那么對(duì)于每一個(gè)與它有信息鉸鏈的設(shè)備來說，它們之間都應(yīng)增加適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)鏈路，這樣，隨著設(shè)備的增加，所需要的ARINC-429鏈路的數(shù)量也就越來越大，這樣就無形中增加了飛機(jī)的體積和重量，同時(shí)也降低了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。第1頁(yè)/共21頁(yè)1、概述 ARINC-429數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)增加設(shè)備連接的示意圖如圖： 在ARINC-429數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，嵌入在發(fā)送設(shè)備中的發(fā)

2、送單元可與接收設(shè)備中的多達(dá)20個(gè)接收終端連接。第2頁(yè)/共21頁(yè)2、總線傳輸介質(zhì) ARINC-429數(shù)據(jù)總線有兩端接地的雙絞屏蔽電纜組成，外邊的屏蔽套接地電位。兩股屏蔽線中，一股為A線，另一股為B線。A線和B線傳送的信號(hào)相差180。第3頁(yè)/共21頁(yè)3、信號(hào)調(diào)制方式 ARINC-429總線傳輸?shù)氖请p極歸零式的調(diào)制信號(hào)。信號(hào)從高電平回歸到零電平表示邏輯狀態(tài)1，信號(hào)從低電平回歸到零電平表示邏輯狀態(tài)0。具體如下圖所示 第4頁(yè)/共21頁(yè)4、總線傳輸速率 一般情況下， ARINC-429總線有兩種總線傳輸速率：100Kbps、48Kbps；有時(shí)最高可達(dá)100Kbps，最低為12.514 Kbps。總線上所傳

3、輸?shù)拿總€(gè)信息字由32位組成，加上4位零電平的靜寂間隔時(shí)間，共36位在高低兩種傳輸速率中，每一位的傳輸時(shí)間是不同的。在以12.5 Kbps的低速率傳輸時(shí)，每位的傳輸時(shí)間為80微秒，每傳送一個(gè)ARINC 字的時(shí)間為：3680微秒=2.88毫秒；在以100 Kbps的高速率傳輸時(shí)，每位的傳輸時(shí)間為10微秒，每傳送一個(gè)ARINC 字的時(shí)間為：3610微秒=360微秒。 第5頁(yè)/共21頁(yè)5、ARINC-429 字格式 每一個(gè)ARINC-429字由32位構(gòu)成。其格式如下：位號(hào)位號(hào)3231 3029 1110 98 1功能功能奇偶位奇偶位 符號(hào)狀態(tài)位符號(hào)狀態(tài)位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位SD標(biāo)號(hào)位標(biāo)號(hào)位 數(shù)據(jù)傳輸順序?qū)崿F(xiàn)發(fā)

4、送第數(shù)據(jù)傳輸順序?qū)崿F(xiàn)發(fā)送第1位，然后依次發(fā)送至位，然后依次發(fā)送至32位，先傳標(biāo)號(hào)位，后傳數(shù)據(jù)。當(dāng)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，位，先傳標(biāo)號(hào)位，后傳數(shù)據(jù)。當(dāng)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，先傳輸最先傳輸最低位。但標(biāo)號(hào)位應(yīng)先傳最高位，后傳最低位低位。但標(biāo)號(hào)位應(yīng)先傳最高位，后傳最低位。第6頁(yè)/共21頁(yè)5、ARINC-429 字格式 l標(biāo)號(hào)位（LABEL）：第18位，用于標(biāo)識(shí)傳輸?shù)膮?shù)。87654321LSBMSBl源源/目的識(shí)別位目的識(shí)別位(SD) ：第第910位，當(dāng)需要將一些專用字傳輸?shù)揭晃唬?dāng)需要將一些專用字傳輸?shù)揭粋€(gè)多系統(tǒng)的特定系統(tǒng)時(shí)，就可以用個(gè)多系統(tǒng)的特定系統(tǒng)時(shí)，就可以用SDI來識(shí)別字的目的地。來識(shí)別字的目的地。SDI也可也可以

5、根據(jù)字內(nèi)容來判明一個(gè)多系統(tǒng)的源系統(tǒng)以根據(jù)字內(nèi)容來判明一個(gè)多系統(tǒng)的源系統(tǒng) 。l數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位(DATA) ：第第1129位，將數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，以便于傳輸。位，將數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，以便于傳輸。l符號(hào)狀態(tài)位符號(hào)狀態(tài)位(SSM) ：第第3031位，用于標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)字的特性，如方位，用于標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)字的特性，如方向，符號(hào)等。向，符號(hào)等。SSM可表明數(shù)據(jù)發(fā)生器硬件的狀態(tài)，是無效數(shù)據(jù)還是可表明數(shù)據(jù)發(fā)生器硬件的狀態(tài)，是無效數(shù)據(jù)還是試驗(yàn)數(shù)據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù) 。l奇偶校驗(yàn)位奇偶校驗(yàn)位(Parity) ：第：第32位。位。第7頁(yè)/共21頁(yè)5、ARINC-429 字格式 說明說明 ：l數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位(DATA)第第1129位，可以單獨(dú)使用，即

6、用第位，可以單獨(dú)使用，即用第1129位來表示物理量的大小。如果物理量為無符號(hào)數(shù)，位來表示物理量的大小。如果物理量為無符號(hào)數(shù)，直接用第直接用第1129位來表示；如果物理量為有符號(hào)數(shù)，第位來表示；如果物理量為有符號(hào)數(shù)，第29位表示符號(hào)，第位表示符號(hào)，第1128位表示數(shù)據(jù)大小。位表示數(shù)據(jù)大小。l數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位(DATA)第第1129位和符號(hào)狀態(tài)位位和符號(hào)狀態(tài)位(SSM)第第3031位聯(lián)合使用，即用數(shù)據(jù)位位聯(lián)合使用，即用數(shù)據(jù)位(DATA)表示物理量的大小，表示物理量的大小，用符號(hào)狀態(tài)位用符號(hào)狀態(tài)位(SSM) 表示符號(hào)。表示符號(hào)。第8頁(yè)/共21頁(yè)6 ARINC429硬件設(shè)計(jì) ARINC429總線接口板的主

7、要功能是在ARINC429總線及上位機(jī)之間起到橋梁作用，實(shí)現(xiàn)ARINC429總線數(shù)據(jù)信息的接收和發(fā)送。當(dāng)有數(shù)據(jù)從ARINC429總線上傳輸時(shí)，ARINC429接口電路能夠準(zhǔn)確地將其接收，并把它送到中央處理器，經(jīng)中央處理器處理后，向上位機(jī)發(fā)送；當(dāng)上位機(jī)的消息傳輸?shù)絹頃r(shí)，由中央處理器進(jìn)行實(shí)時(shí)處理后，控制ARINC429收發(fā)模塊將數(shù)據(jù)傳送到ARINC429總線上。第9頁(yè)/共21頁(yè)6 ARINC429硬件設(shè)計(jì) 第10頁(yè)/共21頁(yè)(1)PCI總線接口 PCI 總線是一種兼容性最強(qiáng)、功能最全的計(jì)算機(jī)總線。他可同時(shí)支持多組外圍設(shè)備, 且不受制于處器， 為CPU 及高速外圍設(shè)備提供高性能、高吞吐量、低延遲的數(shù)

8、據(jù)通路。第11頁(yè)/共21頁(yè)(2)處理器 由于上位機(jī)通過ARINC429總線接口板收發(fā)的數(shù)據(jù)量大，所以在設(shè)計(jì)總線接口板時(shí)，采用接口板上有CPU處理器。由板上CPU處理器對(duì)ARINC429信息進(jìn)行處理，完成數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，這樣可以提高上位機(jī)的效率。第12頁(yè)/共21頁(yè)(3)雙口存儲(chǔ)器 由于上位機(jī)通過ARINC429總線接口板收發(fā)的數(shù)據(jù)量大，為了提高上位機(jī)的效率，所以收發(fā)的數(shù)據(jù)需要緩存。第13頁(yè)/共21頁(yè)(4) ARINC429協(xié)議芯片雙口存儲(chǔ)器 上位機(jī)采用ARINC429總線進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊時(shí)，則在上位機(jī)與ARINC429總線之間必須有一個(gè)ARINC429協(xié)議轉(zhuǎn)換部件。采用專用的HS3282協(xié)議芯片。

9、 HS3282的性能指標(biāo)為：l兩路接收和一路發(fā)送；l環(huán)繞自測(cè)試模式；l數(shù)據(jù)字長(zhǎng)為25bits或32bits格式；l接收數(shù)據(jù)時(shí)進(jìn)行校驗(yàn)，發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生校驗(yàn)；l具有832bit的發(fā)送緩存； 第14頁(yè)/共21頁(yè)(4) ARINC429協(xié)議芯片雙口存儲(chǔ)器 HS3282的復(fù)位是低電平有效，外部工作時(shí)鐘為1MHz。具有二路接收(第一路接收和第二路接收)和一路發(fā)送。要使電路正常工作，發(fā)送時(shí)需要和HS3182配合。 接收數(shù)據(jù)時(shí)，接收到的每一位數(shù)據(jù)的開始位首先被檢測(cè)，外部提供的工作時(shí)鐘為1MHz，內(nèi)部接收和發(fā)送速率可以設(shè)置為十分之一或八十分之一（即100kbps或12.5kbps）。讀接收器的任一個(gè)字時(shí)，一般都

10、需要檢測(cè)收到的信息數(shù)據(jù)的校驗(yàn)位。初始化時(shí)，可以設(shè)置字長(zhǎng)為32Bit或25Bit。第15頁(yè)/共21頁(yè)(5)接口控制電路 處理器、ARINC429總線協(xié)議芯片與雙口存儲(chǔ)器是通過接口控制電路連接的，接口控制電路包括：地址譯碼電路、邏輯控制電路。第16頁(yè)/共21頁(yè)(6)晶振 晶振為ARINC429總線協(xié)議芯片和處理器所需要的時(shí)鐘脈沖。第17頁(yè)/共21頁(yè)7 ARINC429字與HS3282 字關(guān)系 為了發(fā)送為了發(fā)送ARINC-429的的32位字，需要向位字，需要向HS3282 寫入寫入2個(gè)個(gè)16位字，即低字和高字。位字，即低字和高字。第18頁(yè)/共21頁(yè)7 ARINC429字與HS3282字關(guān)系奇偶位奇偶位符號(hào)狀態(tài)位符號(hào)狀態(tài)位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位SD標(biāo)號(hào)位標(biāo)號(hào)位ARINC429字字3231 3013 1110