ARINC 429數據總線ARINC429數據總線
ARINC 429數據總線 ARINC 429 data bus 一種一點到多點的單向廣播傳輸數據總線。它定義了航空電子系統(tǒng)間數字數據交換規(guī)約(我國相對應的標準為HB 6096—86:SZ—01 數字信息傳輸系統(tǒng))。圖中示出該總線的拓撲結構,其中外場可更換單元(LRU)被連接到星形或者線性總線上,每條總線僅有一個發(fā)射器好多到20個接收器,每臺終端按需要可采用多根總線??偩€電纜為78Ω阻抗的雙絞屏蔽線電纜,總線物理長度為91m,短截線長度為6.1m。采用異步通信方式,數據信息由自身具有定時能力的雙極性歸零編碼邏輯提高,以12.5~14kHz和100kHz兩種速率進行傳輸。基本信息單元式32位構成的字,字由5部分組成:8位標志符(定義數據類型),2位源/目標標示符,19位數據,2位標志/狀態(tài),1位奇偶校驗。在消息傳輸過程中,每個字之間,由信息源插入至少4個位時的時間間隔,用作字同步,接收端利用此間隔檢出每個32位字中的第一位,與接收電路同步,對信息編碼。429總線簡單,無需總線控制,可靠性和可維護性較好,被大型客機(如波音747、波音757、波音767、空客A300等)廣泛采用。但隨著民用飛機信息量的快速增長,其傳輸速率低、帶寬有限,已不適用于復雜航空電子系統(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(AFDX)是大型飛機平臺廣泛采用的總線,而現役飛機大多數子系統(tǒng)均使用成熟的ARINC429或者1553B總線,如何完成多總線可靠轉換,是新型飛機航電系統(tǒng)的關鍵技術之一;簡要介紹了AFDX和ARINC429協(xié)議特點,并利用HI-8582芯片和FPGA技術設計了這兩種總線協(xié)議相互轉換的系統(tǒng);從AFDX數據幀中解析出數據字,或者將數據字添加AFDX協(xié)議各層首部組成AFDX幀,完成兩種總線的橋接;通過Quartus II的時序仿真和物理測試,結果表明AFDX數據幀和429數據字可以轉換,驗證了這種協(xié)議轉換模型的可行性和正確性。
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為提高多路ARINC429總線數據接收和發(fā)送的實時性,提出一種基于POWERPC硬件和嵌入式實時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,簡化了傳統(tǒng)驅動開發(fā)中設備向I/O系統(tǒng)注冊和創(chuàng)建的過程,利用VxWorks實時操作系統(tǒng)的多任務特點,實現多通道ARINC429通訊并行處理,有效提高了系統(tǒng)的實時處理能力;通過在直升機完好性與使用監(jiān)測系統(tǒng)中應用表明,該解決方案實時性好、可靠性高,滿足系統(tǒng)要求,具有很好的推廣應用前景。
ARINC629數據總線概述
ARINC 629 數據總線 ARINC 629 data bus629總線標準由ARINC公司制定,于1991年10月16日以"多發(fā)射器數據總線"頒布。該總線的主要特點:1 終端間物理連接采用簡單的線性拓撲結構,終端既可發(fā)送又可接收,已用629總線的航空電子系統(tǒng)典型結構如圖所示。2 不采用集中式控制,不需要設置總線控制器,總線系統(tǒng)的控制分布在所有參與的傳輸的終端上。每臺終端自主決定數據的發(fā)送,629總線最多可以連接120臺終端。3 采用載波檢測/多路存取-防撞(CS/MA-CA)通信協(xié)議,多終端獨立工作。4 定義了3種字;系統(tǒng)狀態(tài)字/計數字、功能狀態(tài)字和參數有效字。由這些字構成字串、字塊和文件傳輸。傳輸速率達2Mbps,是1553B的2倍。5 傳輸介質可以是電纜或光纜,可采用電流型或電壓型耦合方式,使用電流型耦合方式時,傳輸的碼型也為曼徹斯特Ⅱ型雙相電平碼。介質的物理長度達100m,短截長度達40m。ARINC 629 標準規(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。它們都具有兩種數據傳輸方式,即廣播方式和直接方式。直接方式是點到點傳輸,有明確的發(fā)送終端和接收終端。BP規(guī)約中系統(tǒng)的每個終端以相等的優(yōu)先級及存取機會進行周期數據及非周期數據的傳輸,是靠每臺終端中設置的3個定時器--發(fā)送間隔定時器(T1)、同步間隔定時器(SG)、終端間隔定時器(TG)巧妙地解決有序傳送總線消息問題,并設有消息碰撞后的恢復機制。CP是BP的改進,它能將周期消息及非周期消息通過一定的安排而聯(lián)合運行。
在航空電子綜合化系統(tǒng)中,快速、有效的數據傳輸對整個航空電子系統(tǒng)的性能有很大的影響,因此數據總線被稱為現代航空電子系統(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,它符合航空電子設備數字數據傳輸標準。要在計算機上實現ARINC 429總線數據的接收和發(fā)送,必須實現429總線與計算機總線之間的數據傳輸。
ANINC 429的發(fā)送速度有高速(100Kbps)和低速(12.5Kbps)兩種。對于低速發(fā)送,采用一般的嵌入式處理器(如8051系列單片機)即可滿足;對于高速發(fā)送,采用性能更好的80C196單片機可以滿足,但其外圍電路繁冗,會影響板卡的性能。
第1章 機載數據總線概述
1.1 民用機載數據總線
1.2 軍用機載數據總線
1.3 機載數據總線簡介
1.3.1 ARINC-429數據總線
1.3.2 商業(yè)標準數據總線(CSDB)
1.3.3 MIL-STD一15538數據總線
1.3.4 線性令牌傳遞數據總線(LTPB)
1.3.5 光纖分布式數據接口(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(AFDX)
1.3.8 機載數據總線對比
1.4 機載數據總線與計算機網絡的區(qū)別
第2章 數據總線技術基礎
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 數據傳輸方式
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 數據傳輸介質
2.4 數據編碼
2.5 數據交換
2.5.1 線路交換方式
2.5.2 存儲轉發(fā)交換方式
2.5.3 交換方式的選擇和比較
2.6 信道共享與訪問控制
2.6.1 多路復用技術
2.6.2 競爭的介質訪問方法
2.6.3 確定型訪問控制方式
第3章 開放式網絡體系結構與協(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參考模型的結構
3.1.3 OSI參考模型的功能劃分
3.2 物理層協(xié)議
3.3 數據鏈路層協(xié)議
3.3.1 數據鏈路層的功能
3.3.2 高級數據鏈路控制協(xié)議HDLC
3.3.3 數據鏈路層工作過程
3.4 網絡層協(xié)議
3.4.1 網絡層的基本功能
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 會話層
3.6.2 表示層
3.6.3 應用層
……
第4章 民用機載數據總線
第5章 ARINC-429總線控制器件及開發(fā)實例
第6章 ARINT-629數據總線及其接口設計
第7章 軍用機載數據總線
第8章 1553B總線控制器件及開發(fā)實例
第9章 光纖分布式數據接口(FDDI)
第10章 可變規(guī)?;ソ涌?SCI)
第11章 光纖通道(FC)
第12章 機載數據總線的仿真測試
第13章 先進機載數據總線AFDX
參考文獻