基于PCI總線接口卡的ARINC429總線數(shù)據(jù)仿真與采集系統(tǒng)

摘要：設(shè)計了一種基于工控機和AEC429-PCI-22／S5 PCI板卡的便攜式ARINC429總線仿真與采集系統(tǒng)，描述了系統(tǒng)的硬件原理及組成，并分析了軟件結(jié)構(gòu)及PCI板卡的初始化、接收及發(fā)送的方法。經(jīng)測試，該系統(tǒng)實時性好，可靠性高，可滿足機載電子設(shè)備檢測及維護的需要。

關(guān)鍵詞：ARINC429總線；AEC429-PCI-22／S5；機載電子設(shè)備；工控機

ARINC429總線是目前航空電子分各子系統(tǒng)之間最常用的通信總線之一，作為現(xiàn)代航空電子系統(tǒng)的“骨架”，一旦該總線系統(tǒng)或掛接的機載電子設(shè)備發(fā)生故障時，整個數(shù)據(jù)傳輸就會出現(xiàn)異常。為了快速診斷及排查故障點，429總線數(shù)據(jù)的仿真發(fā)送及采集顯得尤為重要。本文提出一種基于AEC429-PCI-22／S5總線接口卡的ARINC429總線數(shù)據(jù)的仿真發(fā)送與采集系統(tǒng)，通過與機載電子設(shè)備點對點的數(shù)據(jù)收發(fā)，能夠快速排查出故障設(shè)備，為航空機載電子設(shè)備的日常維護和故障診斷提供了一種高效的輔助手段。

1 ARINC429航空總線簡介

ARINC429是一種廣泛應(yīng)用于民用和軍用飛機的串行數(shù)據(jù)總線結(jié)構(gòu)，是一種單向廣播式數(shù)據(jù)總線，其傳輸介質(zhì)為屏蔽雙絞線，調(diào)制方式采用雙極歸零制的三態(tài)碼方式，具有很強的抗干擾能力。數(shù)據(jù)傳輸采用廣播傳輸原理，按開環(huán)進(jìn)行傳輸，傳輸速率有兩種：高速傳輸率為100kb ps±1％，低速傳輸率為12～14．5 kbps±1％。ARINC429規(guī)范規(guī)定，一個數(shù)據(jù)字有32位。數(shù)據(jù)字有5種形式：二進(jìn)制補碼(BNR)數(shù)據(jù)、十進(jìn)制(BCD)數(shù)據(jù)、離散數(shù)據(jù)、維護數(shù)據(jù)、AIM(即應(yīng)答、ISO5號字母表和用ISO5號字母表表示的維護數(shù)據(jù))數(shù)據(jù)。它們被分為5段，如圖1所示。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

為了內(nèi)外場使用方便，系統(tǒng)采用APOLLO 150便攜式一體工控機，結(jié)合AEC429-PCI-44總線接口卡，按照航空標(biāo)準(zhǔn)HB6096-86的規(guī)范要求實現(xiàn)ARINC429總線數(shù)據(jù)的模擬發(fā)送與接收。

AEC429-PCI-22／S5接口卡是北京神州飛航有限責(zé)任公司開發(fā)的一款多功能的ARINC429數(shù)據(jù)輸入和輸出總線接口卡，其硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示，板卡采用PCI總線接口，有2個接收通道2個發(fā)送通道，提供中斷和查詢2種接收數(shù)據(jù)的方式，具有定時發(fā)送和非定時發(fā)送數(shù)據(jù)2種方式，數(shù)據(jù)輸入輸出通過標(biāo)準(zhǔn)DB62連接器。提供若干個接口函數(shù)，在使用時只需將公司提供的配套開發(fā)庫文件AEC429C5．dll和AEC429C5．lib添加到應(yīng)用程序目錄中，在應(yīng)用程序中加入頭文件AEC429C5_lib．h即可。

將AEC429-PCI-22／S5接口卡的每個發(fā)送通道和接收通道分別作為總線數(shù)據(jù)仿真系統(tǒng)的的模擬輸入及輸出端口，也可直接與相應(yīng)的檢測設(shè)備相連進(jìn)行總線數(shù)據(jù)通訊，按照ARINC429協(xié)議采用屏蔽雙絞電纜，利用特定的適配器，實現(xiàn)對機載電子設(shè)備的指令數(shù)據(jù)的模擬輸入及工作狀態(tài)數(shù)據(jù)和故障信息的查詢。由于不同的機載電子設(shè)備具有不同的通訊協(xié)議及硬件接口，故配合系統(tǒng)軟件設(shè)計，系統(tǒng)還根據(jù)不同設(shè)備的特點，設(shè)計了特定的適配器，以滿足多型設(shè)備總線數(shù)據(jù)發(fā)送、采集及故障診斷的需要。如圖3所示。