1、2021/7/261(最新整理)ARINC429数据总线介绍解析2021/7/262ARINC-429数据总线介绍数据总线介绍2022-8-82021/7/2631、概述、概述 以以ARINC-429总线构成的数传系统可以说是总线构成的数传系统可以说是一个单信息源、多接收器的数据传输系统。为了一个单信息源、多接收器的数据传输系统。为了实现设备之间的双向通讯，必须建立一个双向的实现设备之间的双向通讯，必须建立一个双向的数据传输链路。对于一个数据传输链路。对于一个ARINC-429数据传输系数据传输系统来说，如果要增加一个设备，或者由于改进而统来说，如果要增加一个设备，或者由于改进而增加设备，那么
2、对于每一个与它有信息铰链的设增加设备，那么对于每一个与它有信息铰链的设备来说，它们之间都应增加适当的数据链路，这备来说，它们之间都应增加适当的数据链路，这样，随着设备的增加，所需要的样，随着设备的增加，所需要的ARINC-429链路链路的数量也就越来越大，这样就无形中增加了飞机的数量也就越来越大，这样就无形中增加了飞机的体积和重量，同时也降低了整个系统的可靠性的体积和重量，同时也降低了整个系统的可靠性和稳定性。和稳定性。2021/7/2641、概述、概述 ARINC-429数据传数据传输系统增加设备连接的示输系统增加设备连接的示意图如图：意图如图：在在ARINC-429数据传数据传输系统中，嵌
3、入在发送设输系统中，嵌入在发送设备中的发送单元可与接收备中的发送单元可与接收设备中的多达设备中的多达20个接收终个接收终端连接。端连接。2021/7/2652、总线传输介质、总线传输介质 ARINC-429数据总线有两端接地的双数据总线有两端接地的双绞屏蔽电缆组成，外边的屏蔽套接地电位。绞屏蔽电缆组成，外边的屏蔽套接地电位。两股屏蔽线中，一股为两股屏蔽线中，一股为A线，另一股为线，另一股为B线。线。A线和线和B线传送的信号相差线传送的信号相差180。2021/7/2663、信号调制方式、信号调制方式 ARINC-429总线传总线传输的是双极归零式的调制输的是双极归零式的调制信号。信号从高电平回
4、归信号。信号从高电平回归到零电平表示逻辑状态到零电平表示逻辑状态1，信号从低电平回归到零电信号从低电平回归到零电平表示逻辑状态平表示逻辑状态0。具体。具体如下图所示如下图所示 2021/7/2674、总线传输速率、总线传输速率 一般情况下，一般情况下，ARINC-429总线有两种总线总线有两种总线传输速率：传输速率：100Kbps、48Kbps；有时最高可达；有时最高可达100Kbps，最低为，最低为12.514 Kbps。总线上所传。总线上所传输的每个信息字由输的每个信息字由32位组成，加上位组成，加上4位零电平的位零电平的静寂间隔时间，共静寂间隔时间，共36位在高低两种传输速率中，位在高低
5、两种传输速率中，每一位的传输时间是不同的。在以每一位的传输时间是不同的。在以12.5 Kbps的的低速率传输时，每位的传输时间为低速率传输时，每位的传输时间为80微秒，每传微秒，每传送一个送一个ARINC 字的时间为：字的时间为：3680微秒微秒=2.88毫秒；在以毫秒；在以100 Kbps的高速率传输时，每位的传的高速率传输时，每位的传输时间为输时间为10微秒，每传送一个微秒，每传送一个ARINC 字的时间字的时间为：为：3610微秒微秒=360微秒。微秒。2021/7/2685、ARINC-429 字格式字格式 每一个每一个ARINC-429字由字由32位构成。其格式如下：位构成。其格式如
6、下：位号位号3231 3029 1110 98 1功能功能奇偶位奇偶位 符号状态位符号状态位数据位数据位SD标号位标号位 数据传输顺序实现发送第数据传输顺序实现发送第1位，然后依次发送至位，然后依次发送至32位，先传标号位，后传数据。当传输数据时，位，先传标号位，后传数据。当传输数据时，先传输最先传输最低位。但标号位应先传最高位，后传最低位低位。但标号位应先传最高位，后传最低位。2021/7/2695、ARINC-429 字格式字格式 l标号位（标号位（LABEL）：第）：第18位，用于标识传输的参数位，用于标识传输的参数。87654321LSBMSBl源源/目的识别位目的识别位(SD)：第第
7、910位，当需要将一些专用字传输到位，当需要将一些专用字传输到一个多系统的特定系统时，就可以用一个多系统的特定系统时，就可以用SDI来识别字的目的地。来识别字的目的地。SDI也可以根据字内容来判明一个多系统的源系统也可以根据字内容来判明一个多系统的源系统。l数据位数据位(DATA)：第第1129位，将数据进行编码，以便于传输。位，将数据进行编码，以便于传输。l符号状态位符号状态位(SSM)：第第3031位，用于标识数据字的特性，如位，用于标识数据字的特性，如方向，符号等。方向，符号等。SSM可表明数据发生器硬件的状态，是无效数据还可表明数据发生器硬件的状态，是无效数据还是试验数据是试验数据。l
8、奇偶校验位奇偶校验位(Parity)：第：第32位。位。2021/7/26105、ARINC-429 字格式字格式 说明说明：l数据位数据位(DATA)第第1129位，可以单独使用，即用第位，可以单独使用，即用第1129位来表示物理量的大小。如果物理量为无符号数，位来表示物理量的大小。如果物理量为无符号数，直接用第直接用第1129位来表示；如果物理量为有符号数，第位来表示；如果物理量为有符号数，第29位表示符号，第位表示符号，第1128位表示数据大小。位表示数据大小。l数据位数据位(DATA)第第1129位和符号状态位位和符号状态位(SSM)第第3031位联合使用，即用数据位位联合使用，即用数
9、据位(DATA)表示物理量的表示物理量的大小，用符号状态位大小，用符号状态位(SSM)表示符号。表示符号。2021/7/26116 ARINC429硬件设计硬件设计 ARINC429总线接口板的主要功能是在总线接口板的主要功能是在ARINC429总线及上位机之间起到桥梁作用，总线及上位机之间起到桥梁作用，实现实现ARINC429总线数据信息的接收和发送。总线数据信息的接收和发送。当有数据从当有数据从ARINC429总线上传输时，总线上传输时，ARINC429接口电路能够准确地将其接收，接口电路能够准确地将其接收，并把它送到中央处理器，经中央处理器处理并把它送到中央处理器，经中央处理器处理后，向
10、上位机发送；当上位机的消息传输到后，向上位机发送；当上位机的消息传输到来时，由中央处理器进行实时处理后，控制来时，由中央处理器进行实时处理后，控制ARINC429收发模块将数据传送到收发模块将数据传送到ARINC429总线上。总线上。2021/7/26126 ARINC429硬件设计硬件设计 2021/7/2613(1)PCI总线接口总线接口 PCI 总线是一种兼容性最强、功能最全总线是一种兼容性最强、功能最全的计算机总线。他可同时支持多组外围设备的计算机总线。他可同时支持多组外围设备,且不受制于处器，且不受制于处器，为为CPU 及高速外围设备提及高速外围设备提供高性能、高吞吐量、低延迟的数据
11、通路。供高性能、高吞吐量、低延迟的数据通路。2021/7/2614(2)处理器处理器 由于上位机通过由于上位机通过ARINC429总线接口板总线接口板收发的数据量大，所以在设计总线接口板时，收发的数据量大，所以在设计总线接口板时，采用接口板上有采用接口板上有CPU处理器。由板上处理器。由板上CPU处处理器对理器对ARINC429信息进行处理，完成数据信息进行处理，完成数据的发送和接收，这样可以提高上位机的效率。的发送和接收，这样可以提高上位机的效率。2021/7/2615(3)双口存储器双口存储器 由于上位机通过由于上位机通过ARINC429总线接口板总线接口板收发的数据量大，为了提高上位机的
12、效率，收发的数据量大，为了提高上位机的效率，所以收发的数据需要缓存。所以收发的数据需要缓存。2021/7/2616(4)ARINC429协议芯片双口存储器协议芯片双口存储器 上位机采用上位机采用ARINC429总线进行数据通讯时，总线进行数据通讯时，则在上位机与则在上位机与ARINC429总线之间必须有一个总线之间必须有一个ARINC429协议转换部件。采用专用的协议转换部件。采用专用的HS3282协议协议芯片。芯片。HS3282的性能指标为：的性能指标为：l两路接收和一路发送；两路接收和一路发送；l环绕自测试模式；环绕自测试模式；l数据字长为数据字长为25bits或或32bits格式；格式；
13、l接收数据时进行校验，发送数据时产生校验；接收数据时进行校验，发送数据时产生校验；l具有具有832bit的发送缓存；的发送缓存；2021/7/2617(4)ARINC429协议芯片双口存储器协议芯片双口存储器 HS3282的复位是低电平有效，外部工作时钟为的复位是低电平有效，外部工作时钟为1MHz。具有二路接收。具有二路接收(第一路接收和第二路接收第一路接收和第二路接收)和和一路发送。要使电路正常工作，发送时需要和一路发送。要使电路正常工作，发送时需要和HS3182配合。配合。接收数据时，接收到的每一位数据的开始位首先接收数据时，接收到的每一位数据的开始位首先被检测，外部提供的工作时钟为被检测
14、，外部提供的工作时钟为1MHz，内部接收，内部接收和发送速率可以设置为十分之一或八十分之一（即和发送速率可以设置为十分之一或八十分之一（即100kbps或或12.5kbps）。读接收器的任一个字时，一）。读接收器的任一个字时，一般都需要检测收到的信息数据的校验位。初始化时，般都需要检测收到的信息数据的校验位。初始化时，可以设置字长为可以设置字长为32Bit或或25Bit。2021/7/2618(5)接口控制电路接口控制电路 处理器、处理器、ARINC429总线协议芯片与双总线协议芯片与双口存储器是通过接口控制电路连接的，接口口存储器是通过接口控制电路连接的，接口控制电路包括：地址译码电路、逻辑
15、控制电控制电路包括：地址译码电路、逻辑控制电路。路。2021/7/2619(6)晶振晶振 晶振为晶振为ARINC429总线协议芯片和处理总线协议芯片和处理器所需要的时钟脉冲。器所需要的时钟脉冲。2021/7/26207 ARINC429字与字与HS3282 字关系 为了发送为了发送ARINC-429的的32位字，需要向位字，需要向HS3282 写写入入2个个16位字，即低字和高字。位字，即低字和高字。2021/7/26217 ARINC429字与字与HS3282字关系奇偶位奇偶位符号状态位符号状态位数据位数据位SD标号位标号位ARINC429字字3231 3013 1110 9 8 1HS3282低字低字810 915 15 130 7数据位数据位ARINC429字字29 14HS3282高字高字15 0 2021/7/26227 ARINC429字与字与HS3282 字关系 真空速接口控制文件真空速接口控制文件3.doc 经度接口控制文件经度接口控制文件3.doc2021/7/2623
