CN107197232A - 基于usb3.0接口的arinc818航空音视频总线数据分析仪 - Google Patents

基于usb3.0接口的arinc818航空音视频总线数据分析仪 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于USB3.0接口的ARINC818航空音视频总线数据分析仪，包括：能提供电力的供电装置；转换光信号与电信号的光电转换模块；与计算机连接的USB3.0接口及线缆；能将200V交流转5V直流电源适配器；以及通过所述USB3.0接口及所述线缆与安装有数据分析应用软件的计算机主机相连的数据分析模块；其中，所述数据分析仪模块实现对外部输入的数据进行接收、解析，通过所述USB3.0接口将信息发送给所述数据分析应用软件，由所述数据分析应用软件对上述信息进行分析判断。根据本发明，能够实时监控ARINC818航空音视频光纤传输总线的数据状态，要具备优良的兼容性。

Description

基于USB3.0接口的ARINC818航空音视频总线数据分析仪
技术领域
本发明涉及航空总线分析设备领域，特别涉及一种基于USB3.0接口的ARINC818航空音视频总线数据分析仪。
背景技术
ARIN818又名航空电子数字视频总线(Avionics Digital Video Bus)简称ADVB，是为高带宽，低延迟，非压缩数字视频传输开发的一个视频接口和协议标准，于2007年1月由航空电子委员会(AEEC)正式对外发布，主要是为了满足航空电系统中高性能和关键数字视频任务传输的迫切需求。在正式发布前已经应用于波音787和空客A400M两个项目中，成为高性能军用视频系统的事实标准。
ARINC818主要特点体现在高带宽、高可靠性、低延迟、非压缩视频传输、抵抗电磁干扰、减轻线缆重量、灵活性高，兼容扩展性强，已经成为新一代航空电子数字视频总线的统一标准，在一些商业和军事项目中得到广泛的应用。ARINC818基于FC-AV(ANSI INCITS356-2002)协议，FC-AV协议已被大量应用在F18和C130AMP的视频系统中。
虽然FC-AV有大量的应用，但具体的实现有差别，ARINC 818提供了一个标准化高速视频系统的机会。ARINC 818是点到点，8/10编码的串行协议，用于传输视频，音频和数据。协议采用了包结构，以视频为中心，应用非常灵活，支持多种功能，包括将多路视频信号复用到一个链路上，或者通过两个通道传输一个数据流。
ARINC 818应用领域包括商用航空项目、军事航空项目、商业和军事飞船、指挥中心、仿真平台、军用地面车辆等，它能够应用到红外和光学传感器、雷达、地图和图表系统、图像合成、平视显示、多功能显示设备、视频连接器和其它类型的子系统。一个现代商业和军事视频子系统ADVB总线连接系统需要支持一个很宽范围的视频类型，因为这些连接对传输速率、视频分辨率、帧速率、像素定义和同步等级要求均是不一致的，这些因素对于传输视频的总线性能提出了更高的要求，要具备优良的兼容性。因此，实时监测以及分析ARINC818航空音视频光纤传输总线的数据状态是当前领域的重要课题。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的在于提供了一种采用计算机USB3.0高速串行总线接口对ARINC818航空音视频总线数据进行分析判断的基于USB3.0接口的ARINC818航空音视频总线数据分析仪，能够实时监控ARINC818航空音视频光纤传输总线的数据状态。
为了解决上述问题，本发明提供一种基于USB3.0接口的ARINC818航空音视频总线数据分析仪，包括：能提供电力的供电装置；转换光信号与电信号的光电转换模块；与计算机连接的USB3.0接口及线缆；能将200V交流转5V直流电源适配器；以及通过所述USB3.0接口及所述线缆与安装有数据分析应用软件的计算机主机相连的数据分析模块；其中，所述数据分析仪模块实现对外部输入的数据进行接收、解析，通过所述USB3.0接口将信息发送给所述数据分析应用软件，由所述数据分析应用软件对上述信息进行分析判断。
进一步地，本发明中，所述数据分析仪模块的接口除所述USB3.0接口以外，还包括两路ARINC818光纤总线输入以及一路ARINC818光纤总线输出。
进一步地，本发明中，具备电信号处理发送单元以及光电信号处理接收单元，采用大规模可编程逻辑器件FPGA作为主处理芯片，采用RocketIO作为高速串行数据的收发接口。
进一步地，本发明中，高清图像及音频数据传输协议遵循航空电子数字视频总线(Avionics Digital Video Bus，ARINC 818)标准。
进一步地，本发明中，采用Cypress公司的EZ-USB FX3系列超速USB控制器芯片CYUSB3014实现USB3.0接口协议。
进一步地，本发明中，具备将接收到的串行数据发给FPGA的光纤收发模块，FPGA将收到的数据进行处理后通过GPIF II通用可编程接口传输给USB3.0控制芯片CYUSB3014。
进一步地，本发明中，所述USB3.0接口的USB3.0控制芯片采用Cypress公司的EZ-USB FX3系列芯片CYUSB3014-BZX1。
进一步地，本发明中，所述FPGA的芯片选择Xilinx公司的viretx-5系列XC5VFX70T芯片，所述FPGA的芯片中的GTX接口最高可达6.5Gbps的速率，外接DDR2存储器作为大容量数据缓存。
与现有技术相比，本发明有以下优点：
根据本发明，能够实时监控ARINC818航空音视频光纤传输总线的数据状态，并且，ARINC818具有高带宽、高可靠性、低延迟、非压缩视频传输、抵抗电磁干扰、减轻线缆重量、灵活性高，兼容扩展性强等优点。
此外，本发明采用大规模现场可编程芯片－—FPGA作为主处理芯片。利用FPGA将通过光纤通道接收到的符合ARINC818数据链路格式的数据进行解析还原出其中的视频图像及音频等数据，再通过USB3.0接口将上述数据传输到预装有分析软件的计算机主机，由分析软件对音视频数据进行分析判断，实时监控光纤总线的传输状态。
根据下述具体实施方式并参考附图，将更好地理解本发明的上述内容及其它目的、特征和优点。
附图说明
图1是本发明的基于USB3.0接口的ARINC818航空音视频总线数据分析仪的系统示意图；
图2是本发明的基于USB3.0接口的ARINC818航空音视频总线数据分析仪的一个实施例的立体图。
具体实施方式
下面结合具体实施形态和附图来说明本发明的实质性特点和显著性的进步。应理解，这些实施形态仅用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制。以下所示方向概念仅为方便说明，并非限定，具体实施时可根据需要变更。
如前上述，ARINC 818是一个点对点的采用8B/10B编码，主要用于开发高带宽、低延迟和非压缩数字视频传输的视频接口和协议，它是基于光纤通道和FC-AV协议标准制定的，其内容上是对FC-AV协议的简化，是专门针对航空电子视频系统设计制定的国际统一标准，其中FC-AV协议已经在F18和C130AMP等军用机型中的视频系统中得到了广泛应用，这为ARINC818协议的应用提供了可靠的支持和保障。
为了解决现有技术中的技术问题，本发明提供一种基于USB3.0接口的ARINC818航空音视频总线数据分析仪的系统流程图请参考图1，包括：能提供电力的供电装置；转换光信号与电信号的光电转换模块；与计算机连接的USB3.0接口及线缆；能将200V交流转5V直流电源适配器；以及通过上述USB3.0接口及上述线缆与安装有数据分析应用软件的计算机主机相连的数据分析模块；其中，上述数据分析仪模块实现对外部输入的数据进行接收、解析，通过上述USB3.0接口将信息发送给上述数据分析应用软件，由上述数据分析应用软件对上述信息进行分析判断。
具体地，电源适配器提供稳定的5V直流电源给数据分析仪模块供电。数据分析仪模块的接口除上述供电及USB3.0接口以外，还包括两路ARINC818光纤总线输入以及一路输出，该模块内部由一块基于FPGA开发的ARINC818总线分析板卡实现对外部输入的两路ARINC818总线数据进行接收、解析，通过USB3.0高速串行总线接口将音视频数据及ARINC818协议包头、校验码等信息发送给计算机应用软件接口，由该软件对上述信息进行分析判断。
本发明中，上述数据分析仪模块的接口除上述USB3.0接口以外，还包括两路ARINC818光纤总线输入以及一路ARINC818光纤总线输出。还具备电信号处理发送单元以及光电信号处理接收单元，采用大规模可编程逻辑器件FPGA作为主处理芯片，采用RocketIO作为高速串行数据的收发接口。
本发明中，高清图像及音频数据传输协议遵循航空电子数字视频总线(AvionicsDigital Video Bus，ARINC 818)标准。还采用Cypress公司的EZ-USB FX3系列超速USB控制器芯片CYUSB3014实现USB3.0接口协议。
本发明中，具备将接收到的串行数据发给FPGA的光纤收发模块，FPGA将收到的数据进行处理后通过GPIF II通用可编程接口传输给USB3.0控制芯片CYUSB3014。进一步地，本发明中，上述USB3.0接口的USB3.0控制芯片采用Cypress公司的EZ-USB FX3系列芯片CYUSB3014-BZX1。
本发明中，上述FPGA的芯片选择Xilinx公司的viretx-5系列XC5VFX70T芯片，上述FPGA的芯片中的GTX接口最高可达6.5Gbps的速率，外接DDR2存储器作为大容量数据缓存。
(实施例)
现结合附图和具体的实施例来进一步详细说明根据本发明的上述基于USB3.0接口的ARINC818航空音视频总线数据分析仪。
如图2所示，本实施例中，ARINC818航空音视频总线数据分析仪的基本几何尺寸为175mm×95mm×30mm，其形成为略扁的长方体，但其形状及尺寸均不限于此，可具体变更。
关于光纤总线数据接收，光纤收发模块将接收到的串行数据发给FPGA，FPGA将收到的数据进行处理后通过GPIF II通用可编程接口传输给USB3.0控制芯片CYUSB3014。
关于USB接口设计，USB3.0控制芯片采用Cypress公司的EZ-USB FX3系列芯片CYUSB3014-BZX1。FPGA芯片选择Xilinx公司的viretx-5系列XC5VFX70T芯片，该芯片中的GTX接口最高可达6.5Gbps的速率。外接DDR2存储器作为大容量数据缓存。
根据本发明的基于USB3.0接口的ARINC818航空音视频总线数据分析仪，可实现对两路ARINC818总线数据的分析，实时监控总线状态。并且，具有高带宽、高可靠性、低延迟、非压缩视频传输、抵抗电磁干扰、减轻线缆重量、灵活性高，兼容扩展性强等优点，可应用于众多领域。
因此，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。
在不脱离本发明的基本特征的宗旨下，本发明可体现为多种形式，因此本发明中的实施形态是用于说明而非限制，由于本发明的范围由权利要求限定而非由说明书限定，而且落在权利要求界定的范围，或其界定的范围的等价范围内的所有变化都应理解为包括在权利要求书中。

Claims (9)

1.一种基于USB3.0接口的ARINC818航空音视频总线数据分析仪，其特征在于，包括：
能提供电力的供电装置；
转换光信号与电信号的光电转换模块；
与计算机连接的USB3.0接口及线缆；
能将200V交流转5V直流电源适配器；以及
通过所述USB3.0接口及所述线缆与安装有数据分析应用软件的计算机主机相连的数据分析模块；
其中，所述数据分析仪模块实现对外部输入的数据进行接收、解析，通过所述USB3.0接口将信息发送给所述数据分析应用软件，由所述数据分析应用软件对上述信息进行分析判断。
2.如权利要求1所述的基于USB3.0接口的ARINC818航空音视频总线数据分析仪，其特征在于，所述数据分析仪模块的接口除所述USB3.0接口以外，还包括两路ARINC818光纤总线输入以及一路ARINC818光纤总线输出。
3.如权利要求1所述的基于USB3.0接口的ARINC818航空音视频总线数据分析仪，其特征在于，具备电信号处理发送单元以及光电信号处理接收单元，采用大规模可编程逻辑器件FPGA作为主处理芯片，采用RocketIO作为高速串行数据的收发接口。
4.如权利要求1所述的基于USB3.0接口的ARINC818航空音视频总线数据分析仪，其特征在于，如权利要求1所述的基于USB3.0接口的ARINC818航空音视频总线数据分析仪，其特征在于，高清图像及音频数据传输协议遵循航空电子数字视频总线(Avionics DigitalVideo Bus，ARINC 818)标准。
5.如权利要求1所述的基于USB3.0接口的ARINC818航空音视频总线数据分析仪，其特征在于，高清图像及音频数据传输协议遵循航空电子数字视频总线(Avionics DigitalVideo Bus，ARINC 818)标准。
6.如权利要求1所述的基于USB3.0接口的ARINC818航空音视频总线数据分析仪，其特征在于，采用Cypress公司的EZ-USB FX3系列超速USB控制器芯片CYUSB3014实现USB3.0接口协议。
7.如权利要求1所述的基于USB3.0接口的ARINC818航空音视频总线数据分析仪，其特征在于，具备将接收到的串行数据发给FPGA的光纤收发模块，FPGA将收到的数据进行处理后通过GPIF II通用可编程接口传输给USB3.0控制芯片CYUSB3014。
8.如权利要求1所述的基于USB3.0接口的ARINC818航空音视频总线数据分析仪，其特征在于，所述USB3.0接口的USB3.0控制芯片采用Cypress公司的EZ-USB FX3系列芯片CYUSB3014-BZX1。
9.如权利要求1所述的基于USB3.0接口的ARINC818航空音视频总线数据分析仪，其特征在于，所述FPGA的芯片选择Xilinx公司的viretx-5系列XC5VFX70T芯片，所述FPGA的芯片中的GTX接口最高可达6.5Gbps的速率，外接DDR2存储器作为大容量数据缓存。
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