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(shè)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(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(shù)。我們與之對應(yīng)的標準是HB6096-SZ-01。ARINC429總線結(jié)構(gòu)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(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電纜上的信號及經(jīng)電平轉(zhuǎn)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(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信號并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號送入計算機或其它設(shè)備，又可將計算機或其它設(shè)備發(fā)出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)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(diào)，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(fù)發(fā)送(重復(fù)發(fā)送某一幀)。

　　整個接口板由調(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