一種PCI總線ARINC429通信卡實(shí)現(xiàn)方法

1 引言

　　ARINC429 總線具有設(shè)計(jì)維護(hù)方便,與航空電子系統(tǒng)兼容性好等優(yōu)點(diǎn),其作為一種重要的.已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于民用飛機(jī)上,空客公司的A310 飛機(jī)和波音公司的747 飛機(jī)均采用了ARINC429 總線。國(guó)外對(duì)此方向的研究比較成熟,Actel 和CONder 等公司均推出了自己的ARINC429 總線產(chǎn)品,其產(chǎn)品大多收發(fā)通道在8路以上。國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)ARINC429 協(xié)議大多采用HOLT 公司HS3282 或DEI 公司的DEI1016,采用這類實(shí)現(xiàn)方法雖然在一定程度降低了設(shè)計(jì)難度, 縮短開(kāi)發(fā)周期, 提高了系統(tǒng)可靠性;但在實(shí)現(xiàn)多路收發(fā)時(shí),不僅成本高, 大大增加了PCB 板的面積,而且影響數(shù)據(jù)的傳輸速率[2]。本文將介紹一種利用FPGA 實(shí)現(xiàn)多路ARINC429 編解碼,并且每路收發(fā)都可以改變波特率和字長(zhǎng)的方法,在降低成本、減小PCB 板面積、提高系統(tǒng)特性的同時(shí),在一定程度上提高了系統(tǒng)的可移植性和設(shè)計(jì)的靈活性。

　　2 總體方案

　　ARINC429 總線以串行差分方式傳輸數(shù)據(jù),調(diào)制方式為雙極歸零制的三態(tài)碼方式,即總線A 和總線B 之間差分電平的“高”、“零”和“低”狀態(tài)傳遞信息。每幀數(shù)據(jù)可以為32 位或25 位, 幀長(zhǎng)位32 位時(shí),每幀數(shù)據(jù)由LABEL、SDI、DATA、SSM、P 五個(gè)部分組成;幀長(zhǎng)位25 位時(shí),每幀數(shù)據(jù)僅由LABEL、DATA、P 三個(gè)部分組成。幀與幀以4 比特位的靜默狀態(tài)區(qū)分,傳輸?shù)牟ㄌ芈士梢詾?00Kbit/s 或12.5Kbit/s。

　　根據(jù)ARINC429 總線的特點(diǎn),采用如下的設(shè)計(jì)方案實(shí)現(xiàn)8 發(fā)8 收的PCI 總線ARINC429 通信卡:采用HI8444 和HI8585 實(shí)現(xiàn)ARINC429 電平和TTL 電平之間的轉(zhuǎn)換,HI8444 和HI8585 為HOLT 公司推出的專業(yè)ARINC429 電平轉(zhuǎn)換芯片,符合ARINC429 協(xié)議并滿足航空上的要求,均只需兩根信號(hào)線就可實(shí)現(xiàn)ARINC429設(shè)計(jì)傳輸,可以節(jié)省大量FPGA I/O 口和提高設(shè)計(jì)的靈活性;利用FPGA 實(shí)現(xiàn)ARINC429 協(xié)議的編解碼、數(shù)據(jù)的緩沖及通信控制;FPGA 與上位機(jī)之間采用PCI9030實(shí)現(xiàn)通信,PCI9030 符合PCI v2.2 規(guī)范,數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)132Mbyte/s,遠(yuǎn)大于8 路ARINC429 收發(fā)通道的數(shù)據(jù)傳輸速率,符合設(shè)計(jì)要求?？傮w框圖如圖1 所示。

圖1 總體方案框圖