ARINC 429數(shù)據(jù)總線ARINC429數(shù)據(jù)總線
ARINC 429數(shù)據(jù)總線 ARINC 429 data bus 一種一點(diǎn)到多點(diǎn)的單向廣播傳輸數(shù)據(jù)總線。它定義了航空電子系統(tǒng)間數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)交換規(guī)約(我國(guó)相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)為HB 6096—86:SZ—01 數(shù)字信息傳輸系統(tǒng))。圖中示出該總線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),其中外場(chǎng)可更換單元(LRU)被連接到星形或者線性總線上,每條總線僅有一個(gè)發(fā)射器好多到20個(gè)接收器,每臺(tái)終端按需要可采用多根總線。總線電纜為78Ω阻抗的雙絞屏蔽線電纜,總線物理長(zhǎng)度為91m,短截線長(zhǎng)度為6.1m。采用異步通信方式,數(shù)據(jù)信息由自身具有定時(shí)能力的雙極性歸零編碼邏輯提高,以12.5~14kHz和100kHz兩種速率進(jìn)行傳輸?;拘畔卧?2位構(gòu)成的字,字由5部分組成:8位標(biāo)志符(定義數(shù)據(jù)類型),2位源/目標(biāo)標(biāo)示符,19位數(shù)據(jù),2位標(biāo)志/狀態(tài),1位奇偶校驗(yàn)。在消息傳輸過(guò)程中,每個(gè)字之間,由信息源插入至少4個(gè)位時(shí)的時(shí)間間隔,用作字同步,接收端利用此間隔檢出每個(gè)32位字中的第一位,與接收電路同步,對(duì)信息編碼。429總線簡(jiǎn)單,無(wú)需總線控制,可靠性和可維護(hù)性較好,被大型客機(jī)(如波音747、波音757、波音767、空客A300等)廣泛采用。但隨著民用飛機(jī)信息量的快速增長(zhǎng),其傳輸速率低、帶寬有限,已不適用于復(fù)雜航空電子系統(tǒng),需有ARINC 629總線等取代。
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航空電子全雙工交換式以太網(wǎng)(AFDX)是大型飛機(jī)平臺(tái)廣泛采用的總線,而現(xiàn)役飛機(jī)大多數(shù)子系統(tǒng)均使用成熟的ARINC429或者1553B總線,如何完成多總線可靠轉(zhuǎn)換,是新型飛機(jī)航電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一;簡(jiǎn)要介紹了AFDX和ARINC429協(xié)議特點(diǎn),并利用HI-8582芯片和FPGA技術(shù)設(shè)計(jì)了這兩種總線協(xié)議相互轉(zhuǎn)換的系統(tǒng);從AFDX數(shù)據(jù)幀中解析出數(shù)據(jù)字,或者將數(shù)據(jù)字添加AFDX協(xié)議各層首部組成AFDX幀,完成兩種總線的橋接;通過(guò)Quartus II的時(shí)序仿真和物理測(cè)試,結(jié)果表明AFDX數(shù)據(jù)幀和429數(shù)據(jù)字可以轉(zhuǎn)換,驗(yàn)證了這種協(xié)議轉(zhuǎn)換模型的可行性和正確性。
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為提高多路ARINC429總線數(shù)據(jù)接收和發(fā)送的實(shí)時(shí)性,提出一種基于POWERPC硬件和嵌入式實(shí)時(shí)VxWorks操作系統(tǒng)的ARINC429總線接口解決方案,將ARINC429協(xié)議芯片映射到地址空間,簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)中設(shè)備向I/O系統(tǒng)注冊(cè)和創(chuàng)建的過(guò)程,利用VxWorks實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的多任務(wù)特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)多通道ARINC429通訊并行處理,有效提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)處理能力;通過(guò)在直升機(jī)完好性與使用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中應(yīng)用表明,該解決方案實(shí)時(shí)性好、可靠性高,滿足系統(tǒng)要求,具有很好的推廣應(yīng)用前景。
ARINC629數(shù)據(jù)總線概述
ARINC 629 數(shù)據(jù)總線 ARINC 629 data bus629總線標(biāo)準(zhǔn)由ARINC公司制定,于1991年10月16日以"多發(fā)射器數(shù)據(jù)總線"頒布。該總線的主要特點(diǎn):1 終端間物理連接采用簡(jiǎn)單的線性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),終端既可發(fā)送又可接收,已用629總線的航空電子系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)如圖所示。2 不采用集中式控制,不需要設(shè)置總線控制器,總線系統(tǒng)的控制分布在所有參與的傳輸?shù)慕K端上。每臺(tái)終端自主決定數(shù)據(jù)的發(fā)送,629總線最多可以連接120臺(tái)終端。3 采用載波檢測(cè)/多路存取-防撞(CS/MA-CA)通信協(xié)議,多終端獨(dú)立工作。4 定義了3種字;系統(tǒng)狀態(tài)字/計(jì)數(shù)字、功能狀態(tài)字和參數(shù)有效字。由這些字構(gòu)成字串、字塊和文件傳輸。傳輸速率達(dá)2Mbps,是1553B的2倍。5 傳輸介質(zhì)可以是電纜或光纜,可采用電流型或電壓型耦合方式,使用電流型耦合方式時(shí),傳輸?shù)拇a型也為曼徹斯特Ⅱ型雙相電平碼。介質(zhì)的物理長(zhǎng)度達(dá)100m,短截長(zhǎng)度達(dá)40m。ARINC 629 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種互不兼容的協(xié)議--基本型協(xié)議BP和聯(lián)合型協(xié)議CP。它們都具有兩種數(shù)據(jù)傳輸方式,即廣播方式和直接方式。直接方式是點(diǎn)到點(diǎn)傳輸,有明確的發(fā)送終端和接收終端。BP規(guī)約中系統(tǒng)的每個(gè)終端以相等的優(yōu)先級(jí)及存取機(jī)會(huì)進(jìn)行周期數(shù)據(jù)及非周期數(shù)據(jù)的傳輸,是靠每臺(tái)終端中設(shè)置的3個(gè)定時(shí)器--發(fā)送間隔定時(shí)器(T1)、同步間隔定時(shí)器(SG)、終端間隔定時(shí)器(TG)巧妙地解決有序傳送總線消息問(wèn)題,并設(shè)有消息碰撞后的恢復(fù)機(jī)制。CP是BP的改進(jìn),它能將周期消息及非周期消息通過(guò)一定的安排而聯(lián)合運(yùn)行。
在航空電子綜合化系統(tǒng)中,快速、有效的數(shù)據(jù)傳輸對(duì)整個(gè)航空電子系統(tǒng)的性能有很大的影響,因此數(shù)據(jù)總線被稱為現(xiàn)代航空電子系統(tǒng)的"骨架"。ARINC429是航空電子系統(tǒng)之間最常用的通訊總線之一,它符合航空電子設(shè)備數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)。要在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)ARINC 429總線數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送,必須實(shí)現(xiàn)429總線與計(jì)算機(jī)總線之間的數(shù)據(jù)傳輸。
ANINC 429的發(fā)送速度有高速(100Kbps)和低速(12.5Kbps)兩種。對(duì)于低速發(fā)送,采用一般的嵌入式處理器(如8051系列單片機(jī))即可滿足;對(duì)于高速發(fā)送,采用性能更好的80C196單片機(jī)可以滿足,但其外圍電路繁冗,會(huì)影響板卡的性能。
第1章 機(jī)載數(shù)據(jù)總線概述
1.1 民用機(jī)載數(shù)據(jù)總線
1.2 軍用機(jī)載數(shù)據(jù)總線
1.3 機(jī)載數(shù)據(jù)總線簡(jiǎn)介
1.3.1 ARINC-429數(shù)據(jù)總線
1.3.2 商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)總線(CSDB)
1.3.3 MIL-STD一15538數(shù)據(jù)總線
1.3.4 線性令牌傳遞數(shù)據(jù)總線(LTPB)
1.3.5 光纖分布式數(shù)據(jù)接口(FDDI)
1.3.6 可變規(guī)?;ミB接口(SCI)
1.3.7 全雙工交換式以太網(wǎng)(AFDX)
1.3.8 機(jī)載數(shù)據(jù)總線對(duì)比
1.4 機(jī)載數(shù)據(jù)總線與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別
第2章 數(shù)據(jù)總線技術(shù)基礎(chǔ)
2.1 總線的基本概念與操作
2.1.1 總線的基本概念
2.1.2 總線操作
2.2 數(shù)據(jù)傳輸方式
2.2.1 通信方式
2.2.2 串行與并行通信
2.2.3 同步與異步傳輸
2.2.4 多路共傳
2.3 數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)
2.4 數(shù)據(jù)編碼
2.5 數(shù)據(jù)交換
2.5.1 線路交換方式
2.5.2 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換方式
2.5.3 交換方式的選擇和比較
2.6 信道共享與訪問(wèn)控制
2.6.1 多路復(fù)用技術(shù)
2.6.2 競(jìng)爭(zhēng)的介質(zhì)訪問(wèn)方法
2.6.3 確定型訪問(wèn)控制方式
第3章 開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議
3.1 OSI參考模型
3.1.1 模型層次劃分的原則
3.1.2 OSI參考模型的結(jié)構(gòu)
3.1.3 OSI參考模型的功能劃分
3.2 物理層協(xié)議
3.3 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議
3.3.1 數(shù)據(jù)鏈路層的功能
3.3.2 高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC
3.3.3 數(shù)據(jù)鏈路層工作過(guò)程
3.4 網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議
3.4.1 網(wǎng)絡(luò)層的基本功能
3.4.2 路由選擇算法
3.4.3 流量控制
3.5 傳輸層協(xié)議
3.5.1 傳輸層的作用
3.5.2 傳輸層協(xié)議
3.5.3 傳輸層基本功能
3.6 高層協(xié)議
3.6.1 會(huì)話層
3.6.2 表示層
3.6.3 應(yīng)用層
……
第4章 民用機(jī)載數(shù)據(jù)總線
第5章 ARINC-429總線控制器件及開(kāi)發(fā)實(shí)例
第6章 ARINT-629數(shù)據(jù)總線及其接口設(shè)計(jì)
第7章 軍用機(jī)載數(shù)據(jù)總線
第8章 1553B總線控制器件及開(kāi)發(fā)實(shí)例
第9章 光纖分布式數(shù)據(jù)接口(FDDI)
第10章 可變規(guī)?;ソ涌?SCI)
第11章 光纖通道(FC)
第12章 機(jī)載數(shù)據(jù)總線的仿真測(cè)試
第13章 先進(jìn)機(jī)載數(shù)據(jù)總線AFDX
參考文獻(xiàn)