CN109032860A - 一种arinc429总线通用仿真系统及仿真方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种ARINC429总线通用仿真系统及仿真方法，属于航空总线测试技术领域。其主要包括：测试控制器，包括控制ARINC429通信接口实现数据信息的接收与发送的控制单元，以及用于仿真ARINC429总线数据的仿真单元；数据传输与控制总线，用于实现测试控制器与ARINC429接口适配器的数据信息的传输和交换，以及控制信号的传输；以及ARINC429接口适配器，用于连接所述数据传输与控制总线与被测航电设备。该仿真系统及方法中，仿真软件运行时自动根据加载的硬件配置和编码协议完成测试环境的配置，不再需要进行重新开发和修改维护ARINC429数字总线仿真系统，使测试系统具备了良好的维护性和通用性。

Description

一种ARINC429总线通用仿真系统及仿真方法
技术领域
本发明属于航空总线测试技术领域，具体涉及一种ARINC429总线通用仿真系统及仿真方法。
背景技术
RINC429数据总线是军民用航空电子系统中常用的一种数据传输总线，数据信息只能从通信设备的发送口输出，经传输总线传至与它相连的需要该信息的其他设备的接收口。但信息绝不能倒流至已规定为发送信息的接口中。在需要两个通讯设备间双向传输时，则在每个方向上各用一根独立的传输总线。设备或系统之间是通过双绞电缆线来联系的,并且接收和发送是相互独立的。
ARINC429规定每一个消息字包含32位比特信息,主要包括五部分：奇偶校验位(P)、符号/状态矩阵位(SSM)、数据区(DATA)、源/目标标识符位(SDI)和信息标识符位(LABEL)。在航电系统总体设计中，根据各种需要确定设备/系统之间信息传输所采用的具体接口类型和定义详细的数据编码格式是一项非常重要的设计工作，其设计内容最终会形成接口控制文件。
在航电综合试验中ARINC429总线接口的测试中，往往需要通过半实物仿真来完成某系统的测试工作，因此必须研制一套ARINC429数字总线仿真系统，其主要功能是在系统的人机界面中对被测系统所需数据进行输入，系统按照接口控制文件对输入数据进行打包，形成ARINC 429数据原码，并通过内置ARINC429接口卡在配置通道上将原码数据发送至被测系统。
发明内容
本发明提出一种ARINC429数字总线通用仿真系统，以解决以往总线仿真系统维护性差和在不同型号不同设备接口仿真测试中无法共用的问题，使该通用仿真系统仅需通过人机界面进行少量的、低难度的人工配置工作即可用于仿真不同设备。
本发明第一方面提供了一种ARINC429总线通用仿真系统，主要包括：
试控制器，包括控制ARINC429通信接口实现数据信息的接收与发送的控制单元，以及用于仿真ARINC429总线数据的仿真单元；
数据传输与控制总线，用于实现测试控制器与ARINC429接口适配器的数据信息的传输和交换，以及控制信号的传输；
ARINC429接口适配器，用于连接所述数据传输与控制总线与被测航电设备。
优选的是，所述仿真单元包括：
信息接收与显示模块，提供人机交互界面，显示接口控制文件参数并接收用户输入或更改现有的接口控制文件参数；
协议编码管理模块，用于将航电设备的接口控制文件转化为编码控制模块能够识别的报文格式文件，进而通过所述信息接收与显示模块进行显示；
通道配置管理模块，提供人机交互界面，用于接收用户的配置ARINC429通信接口特性参数，并形成通道配置管理文件；
通道选择模块，用于在仿真过程中确定发送信息的通信接口；
协议编码模块，用于按照ARINC429通信接口所关联的协议信息，对待编码区中的数据进行编码，并将编码后的数据根据通道选择模块确定的通信接口按照所述通道配置管理文件的参数进行发送，所述协议信息包含在所述报文格式文件中。
优选的是，所述控制信号包括时钟信号、触发信号以及同步信号。
本发明另一方面提供了一种ARINC429总线通用仿真方法，包括：
步骤一、提供航电设备的接口控制文件信息，并显示给用户，接收用户的修改数据；
步骤二、接收用户的通道配置参数；
步骤三、选择相应的通道，发送仿真数据。
通过上述系统及方法，仿真软件运行时自动根据加载的硬件配置和编码协议完成测试环境的配置，不再需要进行重新开发和修改维护ARINC429数字总线仿真系统，使测试系统具备了良好的维护性和通用性。
附图说明
图1为本发明的一种ARINC429数据通用总线仿真系统结构示意图；
图2为本发明的一个实施例的组成结构图；
图3为本发明的协议编码管理的编辑操作界面图；
图4为本发明的通道配置管理的编辑操作界面图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
本发明提供了一种ARINC429数字总线通用测试系统包括测试控制器、数据传输与控制总线、ARINC429通讯接口、ARINC429接口适配器、以及仿真软件，该测试系统通过采取对经常变化和需要更改的应用测试环境硬件配置和测试对象(接口控制文件)信息进行数据结构映射和软件录入、编辑、存储、加载的方法，仿真软件运行时自动根据加载的硬件配置和编码协议完成测试环境的配置，不再需要进行重新开发和修改维护ARINC429数字总线仿真系统，使测试系统具备了良好的维护性和通用性，避免了航空电子系统综合试验中ARINC429数字总线仿真系统的反复开发，降低了试验系统开发的人力成本，减少了试验系统的维护成本。
如图1所示，本发明ARINC429总线通用仿真系统，主要包括：
测试控制器，包括控制ARINC429通信接口实现数据信息的接收与发送的控制单元，以及用于仿真ARINC429总线数据的仿真单元；
数据传输与控制总线，用于实现测试控制器与ARINC429接口适配器的数据信息的传输和交换，以及控制信号的传输；
ARINC429接口适配器，用于连接所述数据传输与控制总线与被测航电设备。
上述测试控制器用于数据传输与控制总线控制ARINC429通信接口实现数据信息的接收与发送；数据传输与控制总线在测试控制器的机箱中，实现测试控制器与ARINC429接口适配器的数据信息的传输和交换，以及时钟、触发、同步等控制信号的传输。
ARINC429通讯接口用于将航电系统中ARINC429数据信息传送给测试控制器；
ARINC429接口适配器用于连接ARINC429通讯接口与ARINC429数据总线的物理连接，保证ARINC429数据信息传输通道的畅通。
图2给出了一种ARINC429数据总线通用仿真系统的具体实施例，在该实施例中，测试控制器采用具有PCI总线的研华工控机610H，数据传输与控制总线采用PCI总线，ARINC429通信接口采用GE公司CEI520通信接口卡，该卡具有8个发送端口，可完成多端口的数据发送，ARINC429接口适配器选择与CEI520通信接口卡相配的适配器，测试软件中上述模块采用Visual C++开发完成。
本实施例中，仿真单元由人-机界面操作控制、协议编码管理、通道配置管理、通道选择模块、初始化、协议编码、数据仿真、显示模块组成，各模块完成功能如下：
信息接收与显示模块，提供人机交互界面，显示接口控制文件参数并接收用户输入或更改现有的接口控制文件参数；
协议编码管理模块，用于将航电设备的接口控制文件转化为编码控制模块能够识别的报文格式文件，进而通过所述信息接收与显示模块进行显示；
通道配置管理模块，提供人机交互界面，用于接收用户的配置ARINC429通信接口特性参数，并形成通道配置管理文件；
通道选择模块，用于在仿真过程中确定发送信息的通信接口；
协议编码模块，用于按照ARINC429通信接口所关联的协议信息，对待编码区中的数据进行编码，并将编码后的数据根据通道选择模块确定的通信接口按照所述通道配置管理文件的参数进行发送，所述协议信息包含在所述报文格式文件中。
具体的，协议编码管理模块用于将航电系统中的接口控制文件转化为编码控制模块能够识别的报文格式文件，供编码模块调用，报文格式文件由协议信息组成，报文格式文件中的协议信息采用顺序存储的方式，协议信息是协议编码数据结构的实例。参考图3，协议编码数据结构包括信号标号、起始位、结束位、编码类型、数据名称、比例因子、符号位、数据单位或/和信号描述，其中：
标号为ARINC429字中的信号标示符(LABEL)；
起始位、结束位为ARINC429数据有效起始、结束位置；
编码类型为ARINC429总线数据的编码方式，数据域分为BNR字、BCD字；
信号名称为接口控制文件中数据域中物理名称；
通道配置管理模块用于配置ARINC429通信接口的特性，参考图4，包括ARINC429板卡号、通信接口号、通信接口通速率、奇偶校验方式与报文格式文件的关联，并形成通道配置管理文件；
数据仿真模块用于将人机界面输入的被仿真系统数据存入数据待编码区中；
协议编码模块用于按照ARINC429通信接口所关联的协议信息，设计成一种通用编码算法对数据待编码区中的数据进行编码，并将编码后的数据根据通道选择模块发送给相应通信接口。
初始化模块用于协议编码管理模块、通道配置管理模块、协议编码模块、数据仿真模块。
本发明还提供了一种ARINC429数字总线仿真方法，本方法包括以下步骤：
第一步，ARINC429数字总线仿真中，执行人机界面操作控制模块，提供协议编码管理模块的界面环境，用户提取航电系统中的接口控制文件中信息，执行编码管理模块的界面环境下编辑、修改、保存等操作，协议编码管理模块将提取的信息转化为解码控制模块能够识别的报文格式文件；
第二步，ARINC429数字总线仿真中，执行人机界面操作控制模块，提供通道配置管理模块的界面环境，用户执行通道配置管理模块的界面环境下编辑、修改、保存等操作，通道配置管理模块将设置信息转化为通道配置管理文件；
第三步，ARINC429数字总线仿真中，执行人机界面操作控制模块，提供通道选择模块的界面环境，用户选择通信接口运行仿真软件，软件自动调用初始化、协议编码、数据仿真发送。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种ARINC429总线通用仿真系统，其特征在于，包括：
测试控制器，包括控制ARINC429通信接口实现数据信息的接收与发送的控制单元，以及用于仿真ARINC429总线数据的仿真单元；
数据传输与控制总线，用于实现测试控制器与ARINC429接口适配器的数据信息的传输和交换，以及控制信号的传输；
ARINC429接口适配器，用于连接所述数据传输与控制总线与被测航电设备。
2.根据权利要求1所述的ARINC429总线通用仿真系统，其特征在于：所述仿真单元包括：
信息接收与显示模块，提供人机交互界面，显示接口控制文件参数并接收用户输入或更改现有的接口控制文件参数；
协议编码管理模块，用于将航电设备的接口控制文件转化为编码控制模块能够识别的报文格式文件，进而通过所述信息接收与显示模块进行显示；
通道配置管理模块，提供人机交互界面，用于接收用户的配置ARINC429通信接口特性参数，并形成通道配置管理文件；
通道选择模块，用于在仿真过程中确定发送信息的通信接口；
协议编码模块，用于按照ARINC429通信接口所关联的协议信息，对待编码区中的数据进行编码，并将编码后的数据根据通道选择模块确定的通信接口按照所述通道配置管理文件的参数进行发送，所述协议信息包含在所述报文格式文件中。
3.根据权利要求1所述的ARINC429总线通用仿真系统，其特征在于：所述控制信号包括时钟信号、触发信号以及同步信号。
4.一种ARINC429总线通用仿真方法，其特征在于，包括：
步骤一、提供航电设备的接口控制文件信息，并显示给用户，接收用户的修改数据；
步骤二、接收用户的通道配置参数；
步骤三、选择相应的通道，发送仿真数据。
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