CN205899270U - 高可靠性双冗余arinc429总线接口系统 - Google Patents
高可靠性双冗余arinc429总线接口系统 Download PDFInfo
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Abstract
提供一种高可靠性双冗余ARINC429总线接口系统,总线数据的接收与发送采用不同厂家的ARINC429接收器、驱动器,两个不同厂家的ARINC429接收器组成一个双冗余接收通道,两个不同厂家的ARINC429驱动器组成一个双冗余发送通道,不同厂家的芯片的失效方式不同,提高了双冗余ARINC429总线接口实现电路的可靠性。本实用新型提高了系统通信的安全性、可靠性、实时性,节约了系统资源占用,具有较高的实用价值。
Description
技术领域
本实用新型属航空电子任务的通讯/识别/监视专业技术领域,具体涉及一种高可靠双冗余ARINC429总线接口系统。
背景技术
ARINC429总线协议是美国航空电子工程委员会与1977年7月提出的,并于同年同月发表并获得批准使用,它的全称是数字式信息传输系统DITS,该协议标准规定了航空电子设备及有关系统间的数字信息传输要求。ARINC429已广泛应用在先进的民航客机中,如B-373、B757、B-767,俄制军用飞机也选用了类似的技术。ARINC429总线传输速率为高速100Kb/s、低速12.5Kb/s,每条总线上可以连接不超过20个接收器。其特点是结构简单、性能稳定,抗干扰性强。但随着航电系统对设备的安全性、可靠性的要求越来越高,常规使用的单通道ARINC429总线的信息传输已无法满足系统的安全性、可靠性的要求,使用备份通道虽然能够提高安全性和可靠性,但需占用CPU资源进行控制,影响系统的实时性,因此有必要提出改进。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题:提供一种高可靠双冗余ARINC429总线接口系统,总线数据的接收与发送采用不同厂家的ARINC429接收器、驱动器,两个不同厂家的ARINC429接收器组成一个双冗余接收通道,两个不同厂家的ARINC429驱动器组成一个双冗余发送通道,不同厂家的芯片的失效方式不同,提高了双冗余ARINC429总线接口实现电路的可靠性。
本实用新型采用的技术方案:高可靠性双冗余ARINC429总线接口系统,具有FPGA,还具有第一路双冗余429接收通道……第n路双冗余429接收通道,第一路双冗余429发送通道……第n路双冗余429发送通道;所述第一路双冗余429接收通道……第n路双冗余429接收通道结构相同,均由两个不同厂家生产的接收器组成;第一路双冗余429发送通道……第n路双冗余429发送通道结构相同,均由两个不同厂家生产的驱动器组成,所述第一路双冗余429发送通道……第n路双冗余429发送通道将从FPGA处接收到包含控制或数据信息的TTL电平转换为符合ARINC429总线标准的双极归零码,再发送到ARINC429接收总线上;所述第一路双冗余429接收通道……第n路双冗余429接收通道从ARINC429总线上接收到包含控制或数据信息的双极型归零码并转换为TTL电平传送给FPGA处理。
进一步地,所述第一路双冗余429接收通道……第n路双冗余429接收通道均由接收器HI-8591和接收器JSL64244组成;所述第一路双冗余429发送通道……第n路双冗余429发送通道均由驱动器HI8596和驱动器JSL64245组成。
本实用新型与现有技术相比提高了系统通信的安全性、可靠性、实时性,节约了系统资源占用,具有较高的实用价值。
附图说明
图1为本实用新型的总线接口框图;
图2为本实用新型的总线原理框图。
具体实施方式
下面结合附图1、2描述本实用新型的一种实施例。
高可靠性双冗余ARINC429总线接口系统,具有FPGA,还具有第一路双冗余429接收通道……第n路双冗余429接收通道,第一路双冗余429发送通道……第n路双冗余429发送通道;所述第一路双冗余429接收通道……第n路双冗余429接收通道结构相同,均由两个不同厂家生产的接收器组成,具体说,由接收器HI-8591和接收器JSL64244组成;第一路双冗余429发送通道……第n路双冗余429发送通道结构相同,均由两个不同厂家生产的驱动器组成,具体说,由驱动器HI8596和驱动器JSL64245组成;所述第一路双冗余429发送通道……第n路双冗余429发送通道将从FPGA处接收到包含控制或数据信息的TTL电平转换为符合ARINC429总线标准的双极归零码,再发送到ARINC429接收总线上;所述第一路双冗余429接收通道……第n路双冗余429接收通道从ARINC429总线上接收到包含控制或数据信息的双极型归零码并转换为TTL电平传送给FPGA处理。
因为不同厂家芯片的失效方式不同,所以提高了双冗余ARINC429总线接口实现电路的可靠性。FPGA实现ARINC429接口协议、每个通道的功能配置、与外部微处理器数据及命令通信、数据缓存、时序及双冗余接口自动切换控制等,是接口功能的核心实现部分,减少了外部微处理器对总线的实时检测与控制。通过外部微处理器实现对双冗余ARINC429接口的功能配置、ARINC429数据的收发,微处理器不属于本双冗余ARINC429总线接口实现方法的一部分。
本系统中FPGA的供电采用3.3V,它主要完成ARINC429接口协议、每个通道的功能配置、与外部微处理器数据及命令通信、数据缓存、时序及双冗余接口自动切换控制等。FPGA中主要功能模块有ARINC429奇偶校验、Lab过滤、接收数据FIFO、发送数据FIFO、发送数据处理、数据发送/接收控制、控制/状态寄存器、双冗余接口自动切换等。其中FIFO中共32个双字,可存32个信息,每个双字由32位组成。
ARINC429奇偶校验用于对接收的数据进行奇偶校验。
Lab过滤用于对接收数据的Lab进行比对,相等保留,否则丢弃。
接收数据FIFO用于存储接收的数据。
发送数据FIFO用于存储需发送的数据。
发送数据处理用于对需发送数据按控制/状态寄存器的设置进行位序排列。
控制/状态寄存器用于设定每个通道的奇偶校验、传输速率、Lab顺序。
双冗余接口自动切换用于对一个通道出现故障,按照一定的冗余协议,自动切换到另一个通道。
数据发送/接收控制用于FPGA与外部微处理器之间的发送/接收数据传输,实现数据、地址、控制总线,其中控制总线用于各发送、接收通道中FIFO中存储数据的状态输出,用于外部微处理器对收发数据的中断、查询。
外部微处理器通过数据总线及地址总线将需发送到ARINC429总线的数据发送到FPGA,如有从ARINC429总线收到数据,外部微处理器通过数据总线及地址总线将FPGA中存储的数据读出。
本系统的工作流程如下:由外部微处理器发送命令字,对通道进行配置(包括奇偶校验、过滤Lab值、发送/接收速率、发送Lab顺序等),发送时,微处理器将数据传送至FPGA,存储到发送FIFO中,按控制/状态寄存器的设置对数据进行格式调整、添加奇偶校验位和Lab顺序设置等,由驱动器发送至ARINC429总线上,外部微处理器通过中断或查询方式读取发送FIFO的状态,若发送FIFO中的数据未存满,如还有需发送数据,可通过总线继续写入FIFO中,若满,则不能继续写入;接收时,数据从ARINC429总线上,通过接收器传输到FPGA,经过奇偶校验,不正确则丢弃该数据,正确则按照设置的Lab值进行Lab过滤,Lab不符合则丢弃,符合,存入接收FIFO中,外部微处理器通过中断或查询方式读取接收FIFO的状态,如接收FIFO中有数据,外部微处理器读出全部数据。
上述实施例,只是本实用新型的较佳实施例,并非用来限制本实用新型实施范围,故凡以本实用新型权利要求所述内容所做的等效变化,均应包括在本实用新型权利要求范围之内。
Claims (2)
1.高可靠性双冗余ARINC429总线接口系统,具有FPGA,其特征在于:还具有第一路双冗余429接收通道……第n路双冗余429接收通道,第一路双冗余429发送通道……第n路双冗余429发送通道;所述第一路双冗余429接收通道……第n路双冗余429接收通道结构相同,均由两个不同厂家生产的接收器组成;第一路双冗余429发送通道……第n路双冗余429发送通道结构相同,均由两个不同厂家生产的驱动器组成,所述第一路双冗余429发送通道……第n路双冗余429发送通道将从FPGA处接收到包含控制或数据信息的TTL电平转换为符合ARINC429总线标准的双极归零码,再发送到ARINC429接收总线上;所述第一路双冗余429接收通道……第n路双冗余429接收通道从ARINC429总线上接收到包含控制或数据信息的双极型归零码并转换为TTL电平传送给FPGA处理。
2.根据权利要求1所述的高可靠性双冗余ARINC429总线接口系统,其特征在于:所述第一路双冗余429接收通道……第n路双冗余429接收通道均由接收器HI-8591和接收器JSL64244组成;所述第一路双冗余429发送通道……第n路双冗余429发送通道均由驱动器HI8596和驱动器JSL64245组成。
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WO2021128249A1 (zh) * | 2019-12-27 | 2021-07-01 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 处理器、任务响应方法、可移动平台、及相机 |
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