DSP+FPGA的機(jī)載總線接口板研究(一)

ARINC429總線接口板的研制，實(shí)現(xiàn)多通道ARINC429總線數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，成為目前對(duì)飛機(jī)機(jī)載總線接口研究的重點(diǎn)。

　　1 ARINC429總線簡(jiǎn)介

　　在現(xiàn)代民用飛機(jī)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(shè)備之間傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信息而制定的一個(gè)航空運(yùn)輸?shù)墓I(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

　　ARINC429(以下簡(jiǎn)稱429)總線協(xié)議是美國(guó)航空電子工程委員會(huì)(Airlines Engineering Committee)于1977年7月提出的，并于同年發(fā)表并獲得批準(zhǔn)使用。它的全稱是數(shù)字式信息傳輸系統(tǒng)DITS。協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了航空電子設(shè)備及有關(guān)系統(tǒng)間的數(shù)字信息傳輸要求。ARINC429廣泛應(yīng)用在先進(jìn)的民航客機(jī)中，如B-737、B-757、B-767，俄制軍用飛機(jī)也選用了類似的技術(shù)。我們與之對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)是HB6096-SZ-01。ARINC429總線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定，抗干擾性強(qiáng)。最大的優(yōu)勢(shì)在于可靠性高，這是由于非集中控制、傳輸可靠、錯(cuò)誤隔離性好。

　　429總線采用雙絞屏蔽線傳輸信息，通過一對(duì)雙絞線反相傳輸，具有很強(qiáng)的抗干擾能力。而調(diào)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(diào)制。429電纜上的信號(hào)及經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后的信號(hào)如圖1所示。429總線每一個(gè)字為32位，它的字同步是以傳輸周期至少4位的時(shí)間間隔也就是4位碼字為基準(zhǔn)的。

　　圖1 429信號(hào)及電平轉(zhuǎn)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(hào)及相關(guān)外設(shè)之間起到橋梁作用，它既能接收雙極歸零制的429信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)送入計(jì)算機(jī)或其它設(shè)備，又可將計(jì)算機(jī)或其它設(shè)備發(fā)出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為429信號(hào)輸出。本文介紹的總線接口板采用FPGA和DSP實(shí)現(xiàn)四路429信號(hào)接收通道和四路429信號(hào)發(fā)送通道，且每路通道之間相互獨(dú)立。在這個(gè)接口板中，每?jī)蓚€(gè)數(shù)據(jù)字之間的時(shí)間間隔可調(diào)，每一個(gè)收發(fā)通道能單獨(dú)定義字間隔長(zhǎng)度，每個(gè)通道校驗(yàn)方式可單獨(dú)定義為奇校驗(yàn)或偶校驗(yàn)，數(shù)據(jù)發(fā)送可以選擇單幀發(fā)送或自動(dòng)重復(fù)發(fā)送(重復(fù)發(fā)送某一幀)。

　　整個(gè)接口板由調(diào)制電路、解調(diào)電路、FPGA、DSP和雙口RAM組成，如圖2所示。

　　圖2 接口板硬件結(jié)構(gòu)圖