[發明專利]多通道ARINC429總線接口

有效

• 申請號: 201210419754.1
• 申請日: 2012-10-28
• 公開（公告）號: CN102932489A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 李聲飛;代華山;羅海明
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十研究所
• 主分類號: H04L29/10
• 分類號: H04L29/10;H04L12/40;H04L25/02
• 代理公司: 成飛(集團)公司專利中心 51121
• 代理人: 郭純武

技術領域

本發明涉及一種廣泛應用于航空電子設備間信息交換和傳輸的多通道ARINC429總線接口IPCore模塊。

背景技術

隨著現代航空電子的技術發展，航電系統內部設備間要傳輸大量信息，而各設備制造商間接口規范、電氣指標不統一，造成了許多互聯互通的矛盾和沖突。為了解決該問題，由美國各航空電子設備制造商、飛機制造商等機構聯合成立的航空無線電公司，制定了用于航空電子系統通信的工業標準--ARINC429規范。該規范忽略了不同廠家間接口的復雜性，規定了統一的互聯接口技術指標、電器性能和接插件形式，為設備互聯提供了統一的平臺。ARICN429總線為串行總線，采用差分雙絞電纜傳輸信號，傳輸電壓范圍在12V±1V，最高傳輸速率可達到100K?Bit/s，工作方式為雙極性歸零模式，傳輸距離較遠，目前國內航空領域多采用ARICN429總線實現設備和系統間數據交換。

現有ARICN429總線接口模塊主要存在以下三個方面的不足之處：

一是通信速率不可變。某些國內大型機載平臺，要求航電設備的總線傳輸速率根據系統要求可調整。而國內多數ARICN429總線接口模塊采用單片機和協議芯片方案，若要改變總線傳輸速率，需要改變模塊的晶振頻率，涉及到模塊硬件的改動，兼容性和可維護性不強。

二抗干擾能力較弱。機載設備工作環境復雜，各設備間容易產生電磁干擾。ARINC429總線數據傳輸易受到電磁干擾而導致電平出現毛刺、畸變等現象，采樣判決中如果僅ARINC429電平信號進行單次采樣，結果易被干擾而產生錯誤的判決。這要求ARICN429總線有足夠的魯棒性，能夠防止突發性電平畸變和毛刺對數據判決的影響，而現有ARICN429接口模塊由于其硬件結構固定、采樣方法單一，不能有效防止電磁干擾帶來的錯誤判決。

三是通道單一。隨著航電系統的發展設備間交換數據量越來越大，傳統的單一數據通道已無法滿足要求，需研制具有多個收發通道的接口模塊，且收發通道間可靈活組合配對。

目前國內采用現有ARICN429總線接口都存在進一步的技術升級和功能擴展的需要，均要求通信速率可變，并進一步降低誤碼率，減小模塊體積，提高系統的魯棒性和兼容性。

發明內容

本發明的任務是提供一種基于FPGA實現多通道ARINC429總線接口，較傳統的429總線接口，它具有多通道、參數可配置、多速率選擇、低誤碼、高容錯等特點，特別是能夠滿足航空電子設備間數據通信要求的多通道ARINC429總線接口。

本發明的目的可以通過以下措施來達到：一種多通道ARINC429總線接口，包括，收發ARINC429總線接口模塊數據的DSP處理器模塊和總線驅動模塊，其特征在于，ARINC429總線接口模塊基于FPGA實現，DSP處理器模塊采用高速數字信號處理芯片作為主控芯片，完成與ARINC429總線接口間數據收發控制和通道參數配置，ARINC429總線接口模塊具有2個通道控制器，一個提供4路發送通道數據路徑的發送通道控制器、一個提供8路接收通道數據路徑的接收通道控制器，DSP處理器模塊發送數據時，首先由發送通道控制器寫入待發送的數據和命令信息，選擇發送通道號和設置發送速率，在FPGA內部對數據進行處理和組包，在精確時序控制下，將組包后的并行數據轉換成串行數字信號，送入總線驅動模塊，經總線驅動模塊內置的驅動電路總線緩沖、電壓比較和波形成形，將數字信號轉換成符合ARINC429總線電平的模擬信號，發送到預設的發送通道。DSP處理器模塊接收數據過程為以上發送過程的逆過程。

本發明的有益效果是：

?本發明根據綜合化航空電子設備互聯互通要求，在ARINC429總線接口模塊中設至少4路數據發送通道的發送通道控制器和至少8路數據接收通道的接收通道控制器，實現了多個發送、接收通道間自由匹配，發送/接收通道控制器可以任意選擇數據收發通路，大大增加了通信系統的靈活性和可配置性。DSP處理器以中斷方式接收接口模塊傳來的數據，保證了接收的實時性和可靠性。

本發明依據ARINC429通信協議規范設置了發送/接收通道控制寄存器，實現了收發通道的參數化配置。通過命令字可配置數據的奇/偶校驗模式，選擇總線傳輸速率(100K/12.5K)，通道開關控制等命令，以滿足不同接收端對ARINC429總線數據要求，提高了系統的兼容性和可擴展性。