DSP+FPGA的機載總線接口板研究(一)
ARINC429總線接口板的研制,實現(xiàn)多通道ARINC429總線數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送,成為目前對飛機機載總線接口研究的重點。
1 ARINC429總線簡介
在現(xiàn)代民用飛機上,系統(tǒng)與系統(tǒng)之間、系統(tǒng)與部件之間需要傳輸大量信息。ARINC規(guī)范就是為了在航空電子設備之間傳輸數(shù)字數(shù)據(jù)信息而制定的一個航空運輸?shù)墓I(yè)標準。
ARINC429(以下簡稱429)總線協(xié)議是美國航空電子工程委員會(Airlines Engineering Committee)于1977年7月提出的,并于同年發(fā)表并獲得批準使用。它的全稱是數(shù)字式信息傳輸系統(tǒng)DITS。協(xié)議標準規(guī)定了航空電子設備及有關系統(tǒng)間的數(shù)字信息傳輸要求。ARINC429廣泛應用在先進的民航客機中,如B-737、B-757、B-767,俄制軍用飛機也選用了類似的技術。我們與之對應的標準是HB6096-SZ-01。ARINC429總線結構簡單、性能穩(wěn)定,抗干擾性強。最大的優(yōu)勢在于可靠性高,這是由于非集中控制、傳輸可靠、錯誤隔離性好。
429總線采用雙絞屏蔽線傳輸信息,通過一對雙絞線反相傳輸,具有很強的抗干擾能力。而調制方式則采用雙極歸零制的三態(tài)碼方式,即信息由“高”、“零”和“低”狀態(tài)組成的三電平狀態(tài)調制。429電纜上的信號及經電平轉換后的信號如圖1所示。429總線每一個字為32位,它的字同步是以傳輸周期至少4位的時間間隔也就是4位碼字為基準的。
圖1 429信號及電平轉換后的波形
2 系統(tǒng)總體方案
429總線接口板的主要功能是在429信號及相關外設之間起到橋梁作用,它既能接收雙極歸零制的429信號并將其轉換為數(shù)字信號送入計算機或其它設備,又可將計算機或其它設備發(fā)出的數(shù)字信號轉換為429信號輸出。本文介紹的總線接口板采用FPGA和DSP實現(xiàn)四路429信號接收通道和四路429信號發(fā)送通道,且每路通道之間相互獨立。在這個接口板中,每兩個數(shù)據(jù)字之間的時間間隔可調,每一個收發(fā)通道能單獨定義字間隔長度,每個通道校驗方式可單獨定義為奇校驗或偶校驗,數(shù)據(jù)發(fā)送可以選擇單幀發(fā)送或自動重復發(fā)送(重復發(fā)送某一幀)。
整個接口板由調制電路、解調電路、FPGA、DSP和雙口RAM組成,如圖2所示。
圖2 接口板硬件結構圖
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