CN203827338U - 一种具有多发多收功能的arinc429总线接口板卡 - Google Patents

Abstract

一种具有多发多收功能的ARINC429总线接口板卡，与处理机总线的接口模块；429总线接收模块；429总线发送模块；自检测模块。信息只能从模块的发送端输出，经传输总线传至与发送端相连的机载设备的接收端，或者从机载设备的发送端，经传输总线传至模块的接收端，即信息单向传输。在接收或发送过程中自动完成串并、并串转换。同时实现数据中断源的自检测和纠错。本实用新型具有体积小和重量轻，便于携带，使用方便的优点。

Description

一种具有多发多收功能的ARINC429总线接口板卡

技术领域

   本实用新型涉及民用和军用交联机载设备的数据传输及通讯技术领域，特别涉及ARINC429总线传输信号的接口。

背景技术

ARINC429总线是美国航空无线电公司制订的民用航空数字总线传输标准，我国航标SZ01数字信息传输系统也规定为ARINC429。它忽略了不同厂家航电系统接口的复杂性，为系统互连提供了统一的平台。ARINC429总线是一种单向广播式数据总线，采用差分方式传输，具有很强的抗干扰能力，广泛应用于航空电子系统的数据传输。在现代军、民用飞机上，系统与系统之间、系统与部件之间需要传输大量信息，因此需要完成对惯性导航系统﹑大气数据计算机系统﹑微波着陆系统﹑雷达系统等数据通讯接口。ARINC429总线的使用范围非常广。

在现有文献中，有基于PCI总线的ARINC429总线接口；有基于嵌入式微处理器的ARINC429总线接口；另有基于NIOSII和FPGA的ARINC429通信板设计。电路较复杂，传输速率低，不能适应多路ARINC429总线的高速传输，且造价高，不利于ARINC429总线的推广应用。

实用新型内容

    本实用新型的目的在于提供一种多发多收功能的ARINC429总线接口板卡，以解决机载计算机与ARINC429总线之间的数据通讯问题。利用可编程芯片，体积小，使用方便，抗干扰能力强。能满足多路ARINC429总线的高速数据传输要求，具有数据自检测能力。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种多发多收功能的ARINC429总线接口板卡，包括处理机总线接口模块、429总线接收模块、429总线发送模块、自检测模块和429总线，所述的处理机总线接口模块与机载计算机连接，429总线发送模块的发送端输出信号，经429总线和处理机总线接口模块传至机载设备的接收端，机载设备的发送端发送信号，经处理机总线接口模块和429总线传至429接收模块的接收端，自检测模块判断429总线发送模块发送数据和429总线接收模块接收的数据是否正确。

所述的处理机总线接口模块，用于实现与机载计算机的数据通讯，其由地址缓冲芯片54LS244﹑数据缓冲芯片54LS245﹑控制命令模块可编程芯片GAL20V8和控制命令模块可编程芯片GAL16V8构成。

所述的429总线接收模块由总线接口芯片HS-3282构成，分别与控制命令模块可编程芯片GAL20V8和数据缓冲芯片54LS245相连，完成数据通道及接收数据。

所述的429总线发送模块由总线驱动芯片HS-3182构成，分别与429总线及总线接口芯片HS-3282相连，发送数据到429总线。

所述的自检测模块由可编程芯片GAL20V8组成，自检测模块输出两条线A、B直接连到总线接口芯片HS-3282的A1、B1端或者A2、B2端，将HS-3182芯片输出429总线信号，直接接到HS-3282芯片第二路接收器的接收端，直接检测到429总线上输出的信号。

429总线模块与总线的接口包括数据线、地址线、读写控制线以及地址和控制线参加的译码逻辑。由可编程芯片GAL20V8构成。

由以上技术方案可知，本实用新型采用可编程逻辑器件完成机载设备总线与429总线通讯的主要电路，大大节省了硬件资源。基于可编程逻辑器件的ARINC429 通信接口实现多发多收功能, 可以实现对不同数据的收发。适用于使用ARINC429 标准进行通信的机载设备的地面调试场合, 需要扩展ARINC429通信接口的场合, 也适用于使用该接口板构成地面仿真系统的应用场合。该总线接口的设计使得429 通信板可以应用的更加广泛。

附图说明

    图1是本实用新型的原理框图；

    图2 是本实用新型的逻辑原理框图；

    图3 是本实用新型的429总线模块与总线的接口控制逻辑原理框图；

    图4本实用新型的429总线模块的接收、发送、自检测及中断线路控制逻辑示意图。

具体实施方式

    下面结合具体的实施例对本实用新型做进一步介绍。

    如图2所示，为本实用新型多发多收功能的机载总线接口板卡的原理示意图。429总线模块由以下四个部分组成：处理机总线的接口模块；429总线接收模块；429总线发送模块；自检测模块。

处理机的总线接口模块中，由地址缓冲芯片54LS244﹑数据缓冲芯片54LS245﹑控制命令模块可编程芯片GAL20V8﹑GAL16V8构成。可编程芯片包括有地址译码和控制命令等功能，利用VHDL硬件描述语言进行逻辑编程。通过地址译码与读写控制产生429总线模块的控制信号：接收器1的接收控制信号EN1*，接收器2接收控制信号EN2*，写第一个字的写信号PL1*，写第二个字的写信号PL2*，写控制字信号CWSTR*。图3为429总线模块与总线的接口控制逻辑示意图。其中控制部分只画出对一片3282的控制信号，其它几片控制信号的逻辑关系与之类似。

429总线接收模块由总线接口芯片HS-3282构成，分别与控制命令模块可编程芯片GAL20V8和数据缓冲芯片54LS245相连，完成数据通道，接收数据，如图4所示。

HS-3282芯片是高性能CMOS总线接口线路，完全满足429总线传输的规定。它内部有两个独立的接收器和一个发送器。两个完全独立的接收器，能直接和ARINC 429总线相连接，一个发送器与HS-3182连接之后，再直接与ARINC429总线相连接。数据传送位速率为100kb/S或12.5kb/S两种。发送器部分主要由先进先出存贮器和时序电路组成。先进先出存贮器包含8个ARINC 429数据字。奇偶极性检测位由奇偶产生器产生，是奇校验还是偶校验，依据状态字PARCK控制信号确定。

接收数据流程：429总线输入进来的两条线A、B直接连到HS-3282的A1、B1端或者A2、B2端。429总线模块通过地址线、控制线和数据线与处理机相连。通过地址总线译码及一些门电路产生HS-3282的所有控制信号。HS-3282的数据线通过数据总线缓冲与处理机的数据线相连，完成数据通道。HS-3282产生的D/R1、D/R2作为中断信号，连到处理机的中断输入，完成对所接收的串行数据的读取。处理机接到D/R1后，送出SEL信号和EN信号，完成数据的读取工作。

429总线发送模块由总线驱动芯片HS-3182构成，分别与429总线及HS-3282相连，发送数据到429总线。HS-3182是专门为ARINC 429总线设计的总线接口线性驱动电路。它的输入与TTL和CMOS兼容，可通过两个外部电容器C1、C2调整上升，下降时间，为保证最大的传送速度100kb/s，这两个电容器一般取75pF左右的瓷介电容器。该芯片有输出短路保护和连续过压保护，并完全适用于航空温度范围。但由于HS-3182的输入数A和数B仅是一位，它无法产生32个数据。也没有发送时钟。如果构成32位数据字和发送时钟，还需要有数据寄存器和时钟产生器等，这样会增加许多中小规模片子。如果HS-3182和HS-3282芯片连接，HS-3282芯片能提供32位数据和发送时钟，从而可节省许多器件。

发送数据流程：HS-3282输出的数据429D0和429D0直接接到HS-3182的A和B端，HS-3282发送时钟TXCLK送到HS-3182的同步端和时钟端，作为HS-3182的发送时钟。HS-3282产生的TX/R信号，也接到处理机的中断输入端。处理机接到TX/R后，产生PL信号，分两次将需要发送的数据打入HS-3282中，然后处理机发一发送命令，HS-3282和HS-3182相配合，把数据自动发出去。对于广播式的ARINC429总线来说，如果发送的数据较多，又是多个用户使用不同的数据，通常采用上源终识别位。这具有很强的现实意义，对于每个用户来说可以减少很多不必要的中断，进一步提高系统的实时性及可靠性。

429总线自检测模块由可编程芯片GAL20V8组成。由于429模块上中断源较多，而有时分配给它的中断级又少，所以必须设置一个中断源识别器。数据接收部分以对中断响应的处理为核心。中断接收过程中, 因为每个HS-3282 有两个接收器, 两个接收器标识、共享一个中断, 这样就容易出现中断覆盖。在设计中,设置有中断逻辑译码电路，当产生接收中断时, 通过软件检测方式判别是哪一个接收器引起的中断, 再进行相关的数据接收处理。中断接收数据首先存放在缓冲区内, 再由主程序读取。在处理机产生中断后，再读一次中断源，便可知道是那一个中断源产生的中断。

429总线模块的自检测措施：①     429总线模块的自检测措施之一：如果第二路接收器不用的话，可以把429总线上的信号AOUT，BOUT反馈回来接在第二路接收器的输入端A2、B2上，这样可以利用第二路接收器对429总线上的输出信号进行检测。在中断译码的输入端，再加一个控制信号，使D/R2在自检时产生中断，在非自检时不产生中断，可减少处理机的无用开销；②     429总线模块的自检测措施之二：把429总线上的信号AOUT、BOUT通过一个模拟选择开关（选择3282的输出或外来429总线信号）再加到A1、B1接收器上，再增加一个选择开关控制信号，也可实现429总线的自检测。

本实用新型针对机载设备接口板的尺寸小的特点，介绍了基于可编程逻辑器件的ARINC429 接口板。可编程逻辑器件大大节省了硬件资源，同时也节省了板卡上的可利用空间，彻底解决了板卡的小尺寸给设计带来的困难。可编程逻辑器件的应用简化了系统结构，缩短了设计周期，提高了系统的可靠性。且可编程逻辑器件修改简单，给调试工作带来了方便。所述的ARINC429总线接口板已经在工程实际中得到了应用, 经过实践的检验, 证明本设计合理、通信可靠, 而且操作方便灵活, 具有一定的实用意义。

Claims (5)

1.一种具有多发多收功能的ARINC429总线接口板卡，其特征在于：包括处理机总线接口模块、429总线接收模块、429总线发送模块、自检测模块和429总线，所述的处理机总线接口模块与机载计算机连接，429总线发送模块的发送端输出信号，经429总线和处理机总线接口模块传至机载设备的接收端，机载设备的发送端发送信号，经处理机总线接口模块和429总线传至429接收模块的接收端，自检测模块判断429总线发送模块发送数据和429总线接收模块接收的数据是否正确。

2.根据权利要求1所述的一种具有多发多收功能的ARINC429总线接口板卡，其特征在于：所述的处理机总线接口模块，用于实现与机载计算机的数据通讯，其由地址缓冲芯片54LS244﹑数据缓冲芯片54LS245﹑控制命令模块可编程芯片GAL20V8和控制命令模块可编程芯片GAL16V8构成。

3.根据权利要求2所述的一种具有多发多收功能的ARINC429总线接口板卡，其特征在于：所述的429总线接收模块由总线接口芯片HS-3282构成，分别与控制命令模块可编程芯片GAL20V8和数据缓冲芯片54LS245相连，完成数据通道及接收数据。

4.根据权利要求3所述的一种具有多发多收功能的ARINC429总线接口板卡，其特征在于：所述的429总线发送模块由总线驱动芯片HS-3182构成，分别与429总线及总线接口芯片HS-3282相连，发送数据到429总线。

5.根据权利要求1所述的一种具有多发多收功能的ARINC429总线接口板卡，其特征在于：所述的自检测模块由可编程芯片GAL20V8组成，自检测模块输出两条线A、B直接连到总线接口芯片HS-3282的A1、B1端或者A2、B2端，将HS-3182芯片输出429总线信号，直接接到HS-3282芯片第二路接收器的接收端，直接检测到429总线上输出的信号。