[發(fā)明專利]一種基于FPGA支持Label號篩選的ARINC429總線模塊及其數(shù)據(jù)傳輸方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910656952.1
• 申請日: 2019-07-19
• 公開（公告）號: CN110471880B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏德寶;劉娜;喬立巖;閆宏亮;彭喜元
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F13/42
• 分類號: G06F13/42
• 代理公司: 北京慕達星云知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 曹鵬飛

本發(fā)明公開了基于FPGA支持Label號篩選的ARINC429總線模塊，用于實現(xiàn)ARINC429總線與主控設(shè)備之間數(shù)據(jù)的傳輸，包括：ARINC429通信模塊、核心主控模塊、通信配置模塊和串口通訊模塊；本發(fā)明還公開了基于上述總線模塊的數(shù)據(jù)傳輸方法；本發(fā)明采用FPGA芯片進行設(shè)計，利用FPGA和EEPROM實現(xiàn)通信參數(shù)配置邏輯、ARINC429接收數(shù)據(jù)的篩選和發(fā)送邏輯、串口數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送邏輯，F(xiàn)PGA芯片搭載ARINC429協(xié)議芯片，用于發(fā)送和接收ARINC429信號，同時使用串口RS422構(gòu)建ARINC429總線模塊和主控設(shè)備之間的通信，提高了通信的可靠性和穩(wěn)定性。充分利用了FPGA的靈活可配置性及快速并行性，實現(xiàn)了對通信參數(shù)的配置以及ARINC429信號的篩選、過濾和信號的有效準(zhǔn)確快速地傳輸。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及總線信號處理技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說是涉及一種基于FPGA支持Label號篩選的ARINC429總線模塊及其數(shù)據(jù)傳輸方法。

背景技術(shù)

隨著航電系統(tǒng)的不斷發(fā)展，各航空電子設(shè)備之間需要進行大量的信息交互，人們對航空總線的要求漸漸提高。在眾多航空總線中，ARINC429總線憑借其性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、抗干擾能力強等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于航天飛行器，更是在大型民用客機領(lǐng)域占據(jù)統(tǒng)治地位，而依據(jù)ARINC429數(shù)據(jù)總線的通信協(xié)議設(shè)計高速收發(fā)接口電路是實現(xiàn)ARINC429通信的關(guān)鍵。

目前國內(nèi)研制開發(fā)的ARINC429總線接口存在著諸多缺點，比如采用單片機開發(fā)ARINC429通信板，難以保證相鄰ARINC429數(shù)據(jù)字之間的4位間隔，而且硬件電路復(fù)雜、集成度不高；而使用DSP來開發(fā)ARINC429接口，外圍需要擴充很多數(shù)字電路，無法達到系統(tǒng)的最小化。現(xiàn)在已經(jīng)產(chǎn)品化的ARINC429通信板其價格昂貴，且相對編碼格式固定，使用起來不夠靈活方便，因而需要研究人員找到相應(yīng)的解決辦法。

另一方面，在ARINC429通信總線中傳輸著來自各個航空電子設(shè)備的參數(shù)信息，對于某一個接收設(shè)備而言，并不需要接收所有的信號，因此有必要對接收到的ARINC429數(shù)據(jù)進行篩選。現(xiàn)有技術(shù)主要使用PCI總線或以太網(wǎng)作為ARINC429總線接口模塊的擴展接口，PCI總線結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功耗高，環(huán)境適應(yīng)性差，不適合在機載強振動環(huán)境下工作，而網(wǎng)口也存在著網(wǎng)絡(luò)延遲不固定的缺點。

綜上所述，研制出一種能有效對信號進行篩選且準(zhǔn)確性高能夠靈活配置的ARINC429總線接口模塊是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種實時性強、通用性廣的ARINC429總線模塊及其數(shù)據(jù)傳輸方法，在與ARINC429總線進行通信的過程中，該應(yīng)用的目的是在4bits字間隔內(nèi)接收ARINC429信號并對其進行篩選并轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于FPGA支持Label號篩選的ARINC429總線模塊，用于實現(xiàn)429總線與主控設(shè)備之間數(shù)據(jù)的傳輸，包括：ARINC429通信模塊、核心主控模塊、通信配置模塊和串口通訊模塊；

所述ARINC429通信模塊中包括ARINC429協(xié)議芯片和ARINC429接口電路，所述ARINC429協(xié)議芯片與所述ARINC429接口電路相連，所述ARINC429接口電路連接所述ARINC429總線，且所述ARINC429接口電路與所述核心主控模塊相連，所述ARINC429協(xié)議芯片用于實現(xiàn)ARINC429數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送；

所述核心主控模塊中包括FPGA芯片，所述FPGA芯片與所述ARINC429接口電路相連，所述FPGA芯片用于實現(xiàn)通信參數(shù)配置邏輯和通信邏輯；

所述通信參數(shù)配置邏輯用于實現(xiàn)通信參數(shù)的配置；