基于DSP与FPGA的ARINC429总线接口卡设计
基于FPGA的ARINC429总线协议处理设计
图１ ＡＲＩＮＣ４２９信号规范作者简介：王昱煜（1984-），男，江苏苏州人，硕士，工程师。
研究方向：机载座舱显示技术。
曹峰（1979-），男，江苏靖江人，硕士，研究所所长。
研究方向：机载座舱显示技术。
于小燕（1985-），女，江苏泰州人，硕士，工程师。
研究方向：机载座舱显示技术。
候大勇（1983-），男，山西定襄人，硕士，工程师。
研究方向：机载座舱通讯技术。
和奇偶校验位（PARITY）五部分[5]。
具体的信号规范如图1３ 设计实现中转站，完成数据的转换和存储；发送模块对CPU待发送数据实现串行化转换，并按控制寄存器设置的速率发送到相应通道中；接收模块将接收到的串行数据转为并行位数据字存入FIFO缓存，CPU将数据字读出。
图３ 发送模块设计的结构框图到串行的转换，在此转换过程中加入预先设定的字间隔。
通过配置控制寄存器相应的比特位可选择发送波特率、发送中断允许等，还可通过读取状态位检查发送模块的当前工作状态。
发送模块设计的结构框图，如图3所示。
（2）SHIFT：进行数据的串并转换。
将串行数据依次放置在并行数据的最高位，同时进行奇偶校验，即逐位进行异或运算，当位数计数器计到32时进入MOVE状态。
（3）MOVE：进行数据格式的转换。
将429图４ 接收模块设计的结构框图飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C].深圳,2007.[2]屈志宏,景博,李宁.ARINC-429 数据总线通信实现方式研究[J].电子技术,2007(5):62-68.[3]刘文波,卞巨伟.实现ARINC429数字信息传输方案设计[J].电子技术应用,2000(6):48-50.图５ ＡＲＩＮＣ４２９发送模块仿真结果图图６ ＡＲＩＮＣ４２９接收模块仿真结果图[4]姬昕禹,马捷中,翟正军.基于ARINC429总线接口板卡的驱动程序设计与实现[J].计算机工程与设计,2007(28):3511-3514.[5]王燕.基于ARINC429航空数据总线的便携式机载电子设备故障检测仪的研制[D].西安:西安科技大学,2004:12-13.。
基于DSP的ARINC429总线接口设计
１ Ｄ Ｐ处 理器芯 片 ）Ｓ
在整个 系统 中 ， Ｉ 司的 Ｄ Ｐ芯 片是 整个 接 口系 Ｔ公 Ｓ
统 的核 心 ， 采用 Ｔ Ｓ ２ Ｌ ２ ０ 主要 用来 控 制各 个部 Ｍ ３ ０ Ｆ ４ ７，
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第３ ８卷
第 １ 期
航 空 计 算 技 术
Ａ ｒ ｎ ｕ ｉａ ｏ ｕ ｉ ｇ Ｔ ｃ ｎ ｑ ｅ ｅ ｏ ａ ｔ ｌＣ ｍｐ ｔ ｅ ｈ ｉｕ ｃ ｎ
Ｖ０ ． ８ Ｎｏ． １３ １
２０ ０ ８年 １ 月
Ｊｎ２０ ａ．０ ８
线 到 Ａ ＩＣ ２ Ｒ Ｎ ４ ９总线接 口（ ４路 发送 ８路 接 收 ） 的设 计 方 法 ， 系统能 够完 成被 测 设 备 （ Ｕ ） 上 位机 之 间 该 ＵＴ与
信 息的传 递 ， 过 对 所 得 数 据 的分 析 ， 通 确定 被 测设 备
（Ｕ ） Ｕ Ｔ 的工作 状态 ， 成对 被测设备 （ Ｕ ） 完 Ｕ Ｔ 的检测 。
图 １ 系统 的总 体 设 计 示 意 图
硬件操作 模 式 、 件 以及有 效 数据 ； 据 区 （ Ａ Ａ） 条 数 Ｄ Ｔ 为
第２ ９位 到第 １ 位 ； ８位 到第 １ 为 源／目标标 志 位 １ 第 位 Ｌ Ｂ Ｌ 用 于区别 数 据类 型 和 相 关参 数 ； ＡＥ， 源／目的 标 识 位 Ｓ Ｉ 第 １ 、 ） 为 目的／ Ｄ （ ０ ９位 ， 源接收标 识 。
作者 简 介 ： 张怡 （９ ８一） 女 ， １５ ， 上海 人 ， 教 授 ， 士 ， 究 方 向为 通 信 、 副 博 研 导航 、 导 与 控 制 、 制 多媒 体 与计 算 机 通信 。
基于FPGA的ARINC429总线接口卡设计
基于FPGA的ARINC429总线接口卡设计引言ARINC429 总线广泛应用于商务运输航空领域，如空中客车A310/A320、A330/A340 飞机，波音公司727、737、747、757 和767 飞机，麦道公司MD-11 飞机等。
它采用异步双极性归零码进行数据的编码，并通过双绞线传输，具有很强的抗干扰性能。
目前市场上的ARINC429 总线接口设计一般都采用专用接口芯片，如Device Engineering 公司的DEI-1016，INTERSIL 公司的HS-3282 等，这些专用芯片价格昂贵，且路数有限，使用非常不灵活。
本设计将ALTERA 公司的FPGA 芯片应用于ARINC429 标准数据传输，并完成了与计算机USB 接口的通信，有效缩小了系统体积并降低了成本，同时也增加了系统配置的灵活度。
ARINC429 总线数据ARINC429 数据总线协议规定一个数据字由32 位组成，以脉冲形式发送，采用双极性归零码，码速率为12.5kb/s 或100kb/s。
电气特性为：高电平(+10V) 为逻辑1；低电平(-10V)为逻辑0；0 电平(0V)发送自身时钟脉冲，字与字之间以一定间隔(不少于4 位)分开，以此间隔作为字同步。
一个32 位的数据字由五部分组成：标志位(LABEL)，用于标识传输数据的信息类型；源/目的标识码(S/D)，用于判断在一个多系统中的源系统；数据区(DATA)；符号/状态位(SSM)，用于标识数据字的特征或数据发生器的状态；奇偶校验位(PARITY)，ARINC429 数字信息传输使用奇校验。
FPGA 内部逻辑设计根据ARINC429 总线协议，要完成数据的收发以及对USB 总线接口的逻辑控制，FPGA 芯片应完成的逻辑功能框发送器结构如信号发生器由位计。
基于DSP的ARINC429总线接口卡的设计与实现
（ 北京航空航天大学仪器科学与光 电工程学院 ，北京 １０ ８ ） ０ ０ ３
摘 要 ： Ｒ Ｎ ２ Ａ Ｉ Ｃ ４ ９数字信 息传输规范是机载设备之 间常用数据信 息传 输标准 之一 ，目前在我 国航 空工业部 门应用 十分广 泛 。本 Ｐ Ｉ 卡采 用 Ｃ板
１２ ＡＲＩ ４９传输 字 的格式 ． ＮＣ ２ Ａ ＮＣ ２ ＲＩ ４ ９数 据 字 长 度 为 ３ｂｔ ２ｉ ，典 型 的格 式 定 义 如 图 １所 示 。它 主 要 包 括 五 部 分 ：奇 偶 校 验 位 （ 、 Ｐ）
一
个可选择操作方式 的可编程控制器 ；支持环绕 自测试 模式 ；数据 字 长 为 ２ ｂｔ ３ ｂｔ 式 ；接 收数 据 时进 ５ｉ或 ２ ｉ格
《 计量与漫 试技拳》 Ｏ ８年第 ３ 第 １ ４ ２Ｏ ５卷 ｏ期
基 于 Ｄ Ｐ的 ＡＲＩ ４ ９总 线 接 口卡 的 设 计 与 实 现 Ｓ ＮＣ ２
Ｄｅｉｎｄａ ｄＩ ｌ ｎａｉｎｏ ＮＣ４ ９Ｉ ｔｒａｅＣ ｒ ａｅ ｎＤＳ ｓ ｅ ｎ ｍｐｅ ｔｔ ｆＡＲＩ ｇ ｍｅ ｏ ２ ｎｅｆ ｃ ａｄＢ ｓｄｏ Ｐ
１ ＡＲＩ ４ ９总线 介绍 ＮＣ ２
表 １ Ａ ＮＣ ９传 输 宇 格 式 ＲＩ Ａ２
向、差 分 耦 合 、双 绞 屏 蔽 ＲＩ ２
线传输 ，本质属于串行通讯范畴。总线上只允许有一个 发送器 ，但最多允许有 ２ 个接收器。数据字有 ２ ｉ ０ ５ｂ ｓ ｔ
Ｒ０ ｘ ｘ 、Ｒ ｌ和 Ｔｘ ０组 成 一 组 ；Ｒ ２ ｘ ｘ 、Ｒ ３和 Ｔ ｌ组 成 另 ｘ
一
组。在同一组内进行环绕 自测试 ，且接收数据的速率
图 １ ＡＲＩ Ａ２ ＮＣ ９板 卡 结 构 框 图
基于FPGA的ARINC429总线数据通讯方案设计
（ ｈ ｎ ｒ ｏ ｎ ｓｉ ａ ｅ Ｃ ｉ ａＡｉｂ ｒ ｅＭｉｓ ｅＡｃ ｄ ｍｙ， ｕ ｙ ｎ ｎ ｎ，７ Ｏ ９， ｉ ａ ｌ Ｌ ｏ ａ ｇ Ｈｅ ａ ４ １ ０ Ｃｈｎ ）
【 ｂ ｔａ ｔＡＲＮＣ４ ９ｉａｐｉｃｐｅｏ ｏ ｍｕ ｉ ｔ ｎｂｔｅｎａｒ ｌ ｌｃｒｎｃｅｕｐ ｅ ｔ ａｄｓｓ ｍ． ｓｎ Ｐ Ａ ｔ ｄ ｓ ｎＡ Ｉ Ｃ ４ ９ｂ ｓ Ａ ｓｒｃ］ Ｉ ２ ｒ ｉｌ ｆ ｍ ｎｃ ｉ ｅｗ ｅ ｅｉ ｅｔ ｉ ｑｉｍ ｎｓ ｎ ｙｔ Ｕ ｉｇＦ Ｇ ｅｉ Ｒ Ｎ ２ ｕ ｓ ｎ ｃ ａｏ ａｅ ｏ ｅ ｏ ｇ
１ ＡＲＩ ４ ９简 介 ＮＣ ２
Ａ Ｉ Ｃ ４ ９总 线 是 一 种 单 向 广 播 式 总线 ．它 的 传 输 协 议 十 分 简 ＲＮ ２ 单 ， 点 对 点 的 传 输 协 议 。 通 过 一 对双 绞 线 进 行 反 相 传 输 ， 有 非 常 是 它 具 强 的 抗 干 扰 能 力 ． 调 制 方式 则 采 用 双 极 归 零 制 的 三 态码 方 式 。 通 过 而
Ｔ ｅｄｅｉｎｃ ｎ ｂ ｓ ｄｂ ｏ ｄｙｉ ｈ ｃ ｉｇｔ ｅｅｅ ｔ ｎｃｅ ｕｐ ｎ ｈｉｈ ｕ ｉｇＡＲＩ ｈ ｓｇ ａ ｅｕ ｅ ｒａ ｌ ｎ ｃ ｅ ｋｎ ｈ ｌｃｒ ｉ ｑ ｉｍｅ ｔｗ ｃ ｓｎ ｏ ＮＣ ２ ｕ ｕ ｏ ｔｃ ｌ ． ４ ９ｂ ｓａ ｔｍａ９； Ｐ Ａ ＮＣ ２ Ｆ ＧＡ； 接收 ； 发送 ； 电平转换
Ｄａ ａ Ｔｒ ｎｓ ｓ ｉ ｎ Ｄｅ ｉ ｎ Ｂａ ｅ ｎ ＦＰＧＡ ｉｅ ｉ ｎ ＡＲＩ ｔ ａ ｍｉ ｓｏ ｓｇ ｓ ｄ ｏ Ｃｒｔ ｒ ｏ ＮＣ ２ ｓ ４ ９ Ｂｕ ＺＨＡＮＧ ｎ Ｗ ＡＮＧ Ｘｉ Ｚｕ ａ
４ １０ ） ７ ０ ９
基于DSP与FPGA的ARINC429总线收发系统设计
I T 技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald53A R I N C 429数据传输总线具有结构简单、性能稳定、传输可靠等特点，因此它已经成为航空领域中的一种数字信息传输标准，而且被广泛应用于航空电子通讯设备中[1]。
作为航空通讯设备间数字信息传输的主要路径之一，A R I N C 429总线通过一对单向、差分耦合、双绞屏蔽线等方式将各系统间或系统与设备间互连起来。
为了提高系统处理数据的能力和抗干扰等问题，数据传输系统越来越多地与高性能的电子器件结合使用[2]。
该文设计了一种基于D SP和F P G A 的A R I N C A 29总线收发系统，该系统不仅具有可靠性好、传输准确度和集成度高的特点，而且在克服H S -3282芯片的诸多缺点方面有很强的针对性。
1 系统设计A R I N C 429总线收发系统主要包括D S P 控制模块、F P G A 控制模块、429总线收发模块以及双口R A M 模块[3]，如图1所示。
其中，D SP作为该系统数据处理中心，通过控制字来控制整个系统。
F P G A 作为D S P 的一个外设，D S P 通过控制F P G A来间接控制外围电路。
D S P 通过总线与F P G A 通信、发送指令、接收F P G A 返回的数据，所以总线既连接到D S P上同时也连接到F P G A 上。
A R I N C 429收发模块主要完成数据的发送、接收、缓存及传输速率的转换等工作。
系统在运行过程中，需处理和存储大量的数据，因此采用双R A M 阵列作为数据的扩展存储器。
2 硬件设计2.1 收发电路硬件设计工作主要集中在429总线收发电路的设计上[4]。
设计中采用美国H A R R IS公司为A R I N C 429总线设计的专用高性能数据芯片：总线接口电路H S -3282芯片和总线驱动电路H S -3182芯片[5]。
基于FPGA的ARINC429总线接口芯片的设计与实现
摘 要 ： 绍 了利 用 Ｆ Ｇ 芯 片 自行 设 计 Ａ Ｉ Ｃ ９专 介 ＰＡ Ｒ Ｎ Ａ２
用 接 口 芯 片 组 的 基 本 原 理 ， 给 出 了核 部 分 的 并
ＶＨＤＬ语 言描 述 。
关 键 词 ：Ｐ Ａ； Ｒ Ｎ ４ ９ Ｖ Ｄ ＦＧ Ａ ＩＣ２ ；Ｈ Ｌ
中图分 类号 ： Ｐ ３ ． Ｔ ３４７ 文献标识 码 ： Ｂ
第 １ 位
Ａ ＩＣ ２ 是 目前在航空 电子设备问广泛使用的 ＲＮＡ ９ 种数据传输标准 。它采用异步双极性归零码进行数 据 的编码， 通过一对双绞线反相传输 ， 具有很强的抗干
一
图 １ 编 码 格 式
扰性能。
目前 市场上 的 ＡＲＮ ４９接 口芯 片 主 要有 ＨＡ － ＩＣ ２ Ｒ ＩＳ公 司 的 Ｈ 一１２ Ｈ 一２２（ ６位 ）系 列 ， Ｈ一 Ｓ Ｓ３８／ Ｓ３８ １ 或 Ｉ
Ｐ Ｏ Ｅ （ ｄｔ） Ｒ Ｃ ￣ ｐａ ａ
— —
ｐ ａａ ｉ ３ ｉ — ｉ ｔ ａａ ｆ ｍ ｕ ｉ ｈ ｓ ｏ ｌ ｅ ｓ ｎ ｅ ｄ ｔ ｓ ２ ｂｔ ｗ ｄｈ ｄ ｔ ｏ ｂ ｓｗｈ ｃ ｈ ｕ ｄ ｂ ｅ ｄ ｄ ｓ ｒ ＶＡＲ ＡＢＬ ｒｐ：Ｓ Ｄ Ｌ Ｉ Ｅｔ ａ Ｔ ＯＧＩ Ｃ；
Ａｂ ｔａ ｔ ｂ ｓ ｔ ｏ ｆ ｄ ｓ ｎ ｓ ｇ Ｆ ＧＡ ｃ ｉ ｓ ｒ ｃ ：Ａ ａ ｅ ｍｅ ｄ ｏ ｅ ｉ ｕ ｉ Ｐ ｈ ｇ ｎ ｈｐ ｗｈ ｃ ａ ｕ ｓｉ ｔ ｜ ｅ ｉ ｉ ｔ ｄ ｅ ｄ ａ ｄ ｓ ｍｅ ＶＨＤＬ ｉｈ ｃ ／ ｂ ｔ ｕ ｅ ｈ ｍ ｓ ｎ ｒ ｕ ｅ ｎ ｏ ］ｓ ｔ ｏ ｄ ｓ ｒｂ ｓ ｆｒｅ ｓ ｎ ｉｌｐ ｒｓａ ｅ ｐ ｏ ｏ ｅ ． ｅ ｃ ｅ ｓｅ ｔ ａｔ ｒ ｒ ｐ ｓ ｄ ｉ ｏ ａ Ｋｅ ｒ ｓ Ｆ Ｇ ｙ ｗｏ ｄ ： Ｐ Ａ； ＡＲ Ｎ Ａ２ ； Ｉ Ｃ ９ ＶＨＤ Ｌ
基于FPGA的ARINC429总线接口卡设计
基于Ｆ Ａ的Ａ 总线 Ｐ Ｇ ＩＣ ２ ＲＮ ４９ 接口卡设计
Ｄｅ ｉ ｆ ｓｇｎ ｏ Ｉ ＡＲ ＮＣ４ ９ Ｂ ｓＩ ｔ ｒａｃ ｃａｒ ａｓ ｎ Ｆ ＧＡ ２ ｕ ｎ ｅ ｆ ｅ・ ｄ Ｂ ｅｄ ｏ Ｐ
过双 绞线传输 ， 具有 很 强 的抗 干 扰
性 能 。 目前 市 场 上 的 Ａ ＩＣ ２ Ｒ Ｎ ４ ９总
４ ９ Ｎ ２ ＢＩ
一
■
ｌ 接收中断
线 接 口设 计 一般 都采 用 专 用接 口芯
片 ， 如 Ｄ ｖ ｅ Ｅ ｇｎ ｅ ｉｇ 公 司 的 ｅ ｉ ｎ ｉｅ ｒ ｃ ｎ
来 自总线数据
接 口通信 模块
１ Ｏ Ｌ
采 用状 态机 来 实现 信 号 发 生 器 的 功
能 ， 分 ３个 状 态 ： 共
…
。
缓冲 存储器
（２ ｉ ８ ３ ｂｔ ）
发送 控制 逻辑
ａ ＩＬ ： 始 送完一个 ３ ２位 数 后 进 入 该 状 态 ，
冲 ， 与字 之 间 以一 定 问 隔 （ 少 于 字 不
Ｉ ……… ∞ Ｉ 一 。… ｍ
＇
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Ｄ ｓｇ ｅ ｉｎ＆Ａｐ ｌ ａ ｉｎ ｐｉ ｔ ｓ 叹 丌 理 朋 ｃ ｏ
制 ４ ９数 字 字 的 位 数 ，字 问 隔 计 数 ２ 器 用 于 产 生 字 间 隔 。在 本 设 计 中 ，
Ａ Ｉ ４ ９数 据 总线 协议 规 定 一 ＲＮＣ ２
４位 ） 开 ，以此 问隔 作 为 字 同步 。 分
一
个３ ２位 的数 据 字 由五 部 分 组成 ：
２位 组 成 ， 以脉 冲 形 式 将 ＡＴ Ｒ Ｌ Ｅ Ａ公 司 的 Ｆ ＧＡ芯 片 应 用 个 数 据 字 由 ３ Ｐ 采用 双 极 性 归 零 码 ， 码速 率 为 于 ＡＲ Ｎ ２ Ｉ Ｃ４ ９标 准 数 据 传 输 ， 完 发 送 ， 并 ０ ｋ ／。电气 特 性 为 ： 高 成 了 与 计 算 机 ＵＳ 接 口的 通 信 ， １ ｋ／ Ｂ ２５ ｂｓ或 １０ ｂｓ ＋１Ｖ 为 ； 一 Ｖ 为 １ 有 效 缩 小 了 系 统 体 积 并 降 低 了 成 电平 （ ０ ） 逻辑 １ 低 电平 （ ０ ） ； ０） 本 ， 时 也 增 加 了 系 统 配 置 的 灵 活 逻 辑 Ｏ Ｏ电平 （Ｖ 发 送 自身 时 钟 脉 同
基于DSP的ARINC429总线分析仪硬件设计
基于 Ｄ Ｓ Ｐ的 ＡＲ Ｉ Ｎ Ｃ ４ ２ ９总线分析仪硬件 设计
文／ 杨培兹 郝钢 陈梦乔
控 制 器 。 该 型 处 理 器 运 算
速度 快、接 口丰 富、性 能
稳 定 ， 在 航 空 电子 产 品 中 应 用较广 。为达 到最大运
平转换器将数据字和控制 字装 订入总线收发器 中，总线收发器将数据字 编码 后输出的信号 电
平为 Ｔ Ｔ Ｌ 电平 。 需 由 Ｂ Ｄ４ ２ ９总 线 驱 动 器 将 信 号 电平 转 换 至 ＡＲ Ｉ Ｎ Ｃ４ ２ ９总 线 标 准 电平 后 发 送 至外部总线 。 人 机 交互功 能 由液 晶触控 屏幕 来 完成 ， 可 显示 主 控 制器 发 送 的 数 据 ， 并 将 用 户 指 令 传 送 给 主 控 制 器 ，其 与主 控 制器 之 间 通 讯 是 通 过
率等通讯参数进行设置 。 Ｄ ＥＩ １ ０ １ ６总 线 收 发 器 以 约 定 的 时 序 与 Ｔ ＭＳ ３ ２ ０ Ｆ ２ ８ ３ ３ ５主 控 制 器 之 间 通 讯 。 它 将 接 收 到 的 串 行 ＡＲ １ ＮＣ ４ ２ ９航 空总 线 数据 转 换 为 Ｔ Ｔ Ｌ
线收发器接收外部 ＡＲ Ｉ ＮＣ ４ ２ ９航 空总线信号， ＤＥ Ｉ １ ０ １ ６总 线 收发 器 将总 线 中传 输 的数 据 字
的 串 行数 据 接 口和 １ ６位 并行数据 接 口。 内部包 含
了 一 个 总 线 发 送 器 、 两 个 总 线 接 收 器 、一 个 １ ６位
１ 引 言
ＡＲ１ ＮＣ ４ ２ ９航 空 总线 是 专 为航 空 电子 设 备 间通讯 所规 定 的航 空工业 标准 ，从上 个世 纪 六 十 年 代 起 开 始 应 用 于 各 国航 空 电 子 系 统。ＡＲＩ ＮＣ ４ ２ ９总线分析仪 是对 航空 电子设 备 ＡＲ １ ＮＣ ４ ２ ９总线通讯进行激 励、监测 的一种专
基于FPGA的多通道ARINC429通信芯片的设计
表1
32 31 30 29 P
A： B：
…… ……
1 0 1 0
ARINC429 32BIT 字长格式
11 10 9 8 SDI 1
ZHANG Xin 1, 2 , ZHAO Feng 1 , HUANG Dong-shan 2
(1. College of Micro-Electronics, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200030 ，China； 2. China National Aeronautical Radio Electronics Research Institute, Shanghai 200233，China)
图4 发送协议内核结构
（ 1）发送接口是数据的入口，当它接到需要 发送的数据后，立刻将数据压入暂存器，并通知发 射器。 （ 2）暂存器是数据从发送接口到发射器的通 道，要发射的数据被压入后暂时保存在这里，等待 发射器按照顺序将数据位一个个取走，暂存器还负 责数据格式的转换以及奇偶校验产生。
48
0 0V 5V 1 5V 0V Null 0V 0V
2
2.1
技术方案
ARINC429 协议简介 ARINC429 是一种点对点的传输协议，总线由
并行的数据和串行数据相互转换， 从低位开 始顺序到高位，每个数据位之间有一个空位间隔。 完成 32 位数据转换后再接一个 10BIT 位的结束标 志，这是两个 ARINC429 数据间的间隔。完整的 转换过程如图 2 所示。
基于SOPC的ARINC429总线接口设计
理器作为系统核心 ， 并配合 Ａ ＩＣ ２ 通信协议芯 ＲＮ ４９ 片 Ｈ ３ ８ 、 Ｓ １２ 实现了对 ４９总线数据的收发、 Ｓ２ ２ Ｈ ３８ ， ２ 存储和显示等功能； 由于 Ｓ Ｐ Ｏ Ｃ技术能实现硬件设
计 软件 化 ， 以该 系统结 构简 单 ， 用灵 活并易 于扩 所 使 展， 具有 良好 的应用 前景 。
Ｃ ＨＥＮ Ｄ ｎ ＨＡＮ Ｚ ｉｈ ｎ ， Ｉ Ｇ ｎ ｏ ｇ， ｈｚ ｏ ｇ Ｌ ＡＮ Ｙｏ ｇ
（ ｏｌ ｅｆＡ ｒｎｕｉ ， ｏ ｈ ｅ ｒ ｏ ｔ ｈ ｉ ｌＵ ｉ ｒｔ， ｉ ｎ７０ ７ ， ｈｎ ） Ｃ ｌｇ ｅ ａ ｔｓＮ ａ ｗｓ ｎＰ ｌ ｅ ｎ ａ ｎ ｅ ｉ Ｘ １０ ２ Ｃ ｉ ｅ ｏ ｏ ｃ ｍ ｙ ｃ ｃ ｖ ｓｙ ａ ａ
灵活 、 高效 的 Ｓ Ｃ（ｙｔｍ ｏ ｈｐ 解 决方 案 。它 Ｏ Ｓｓ ｎａＣ ｉ） ｅ 具有双 重含义 ： 首先 它是 片上 系统 （ Ｏ ， Ｓ Ｃ） 由单个 芯 片完成 整个 系统 的 主要 逻 辑功 能 ； 次 它是 可 编 程 其
１ ＡＲ ＮＣ ９总 线 规 范 Ｉ Ａ２
（ ＲＮ ） Ａ ＩＣ 制定 的民用航空数字总线 的传输标准 ， 是 目 前航空电子设备之间最常用的通信总线之一 ， 它 广泛应用于商务运输航空领域 ， 包括空客 、ｅ 直升 Ｂｌ ｌ 机、 波音公司在内的许多机型， 前都采用这种总线 目
结构 。 Ｓ Ｐ （ ｙｔｍ ｏ ｒｇａ ｍ ｂｅＣ ｉ ） 一 种 Ｏ Ｃ Ｓ ｓ ｎ ａＰｏｒｍ ａ ｌ ｈｐ 是 ｅ
０ 引言
Ａ ＩＣ ２ 总 线 是 美 国 航 空 无 线 电 公 司 ＲＮ ４９
接 口上 ， 由单 片机来完 成接 口的控 制 ， 或 这些实 现起 来 比较 麻烦 ， 而且 硬 件 电路 比较 复 杂 ， 开发 周 期 长 、 不 易扩 展 。该 文 基 于 Ｓ Ｐ Ｏ Ｃ技 术 ， ＮｏＩ 软 核 处 以 ｉｓ Ｉ
基于DSP的ARINC429总线的设计
３ 简介及其与 Ｄ Ｐ ． Ｓ 模块连接
Ｈ 一３ ８ Ｓ ２ ２是美 国 Ｈ Ｒ Ｉ Ａ Ｒ Ｓ生 产 的高 性 能 Ｃ Ｏ Ｍ Ｓ总 线 接 口电 路 ， 足 Ａ － 满 Ｒ ＩＣ ２ Ｎ ４ ９规 范 及 其 类 似 的 编 码 顶 式 多 路 串行 数 据 传 输 协 议 。外 接 驱 动 电路 便 可 以产 生 Ａ ＩＣ ２ Ｒ Ｎ ４ ９电平 ， 要 引脚 如下 ： 主
ＩＣ ２ 议进 行 通 讯 ， 辑 控 制 利 用 ～片 Ｃ Ｌ Ｎ ４ ９协 逻 Ｐ Ｄ来 完 成 。
１Ａ ＩＣ ２ 总线简介 ．Ｒ Ｎ ４ ９
一
个 Ａ ＩＣ ２ 字 信 息 基 本 单 元 由 ３ 位 组成 一 个 数 据 字 ， 一 个 Ｒ Ｎ ４ ９数 ２个 每 （） １ 标志 码 （ａ ｅ ） 第 １ １ｂ １ ， —８位 ， 于 表 示 信 息 的 类 型 。 用
数 据 字 分 为 ５组 ， ： 即
（） ／目的识别码 （Ｄ ） 第 ９ ０位 。当需要将 一些 专用 字传输 到 ２源 Ｓ Ｉ ， —１
一
２ ８
送 存 储 器
ＰＩ Ｌ
Ｐ２ Ｌ Ｔ／ ＸＲ ＥＴ ＮＸ
并行装载输入信 号，第一个 １ｂ ｔ被装载到发 ６ｉ
并行 装 载 输 入 信 号 ，第 二 个 １ ｂ ｔ被装 载 到发 ６ｉ 发 送 器 输 出 标志 ， 明存 储 器 空 表 发 送 器 使 能 输 入 信 息 ，把 Ｆ Ｆ 储 器 中 的数 据 ＩＯ存
位， 然后 将数据成批 写入 ， 再给 计算机一个 中断 ， 知其从 Ｆ Ｆ ２中去数 通 ＩＯ
基于FPGA的ARINC429数据传输接口设计
２００５年第２２卷第１０期微电子学与计算机１１３基于ＦＰＧＡ的ＡＲＩＮＣ４２９数据传输接口设计杜晶晶，，２胡建萍－黄继业－（１杭州电子科技大学电子信息学院，浙江杭州３１００１８）（２浙江理ｆ：大学信息电子学院，浙江杭州３１００１８）摘要：以机载导羹塞嘉鎏主薹霎妻委．薹藿羹一囊囊篓霞嚣筵羹蠢墓薹冀ｉ雪至藿鏊：奏耋薹ｌ喜羹垂薹；雾薹荔薹登蠢纂囊襄霎囊。
时序而设计的．其控制思想已经在前面的篇幅中详细描述过了，故不再做单独介绍。
（２）寄存器读写模块根据前面的分析可知．如果片上存储器的数据带宽为１６比特的．那么一个２４比特数据的读写操作需要分为两个地址进行。
同理．一次数据读写操作时．可能需要外部存储器接口一个或者多个周期来完成。
寄存器控制模块包括控制寄存器，基准地址寄存器，时间等待寄存器。
它能及时地相应传输请求。
并且根据片外存储器的类型以及时序特性控制正确的传输节拍。
其中控制寄存器保留系统对一些参数（建立时间，数据保持时间，数据有效时间）的配置，这些寄存器配置直接参与外部存储器的时序控制。
另外。
时间等待寄存器的配置主要是为了给外部存储器足够的读写操作时间。
对于２４ｂｉｔ的数据总线宽度．读写周期可以达到５１２个系统时钟周期，但是对于１６ｂｉｔ的数据总线宽度．改寄存器必须配置成偶数个时钟周期．在寄存器配置的时间范围内，读或写两个地址。
所以，每一个地址操作所对应的读写时间是寄存器配置值的二分之一。
ｉｐｓ—ｃｌｋｉｐｓ—ｄａｌ８ｉｐｓ—ａｄｄｒｐｍｅｍ—ｒｗｐｍｅｍ—ｄａｔ８ｐｍｅｍａｄｄｏｘｍｅｍｄａｔ８ｘｍｅｍａｄｄ‘ｙｍｅｍ—ｄａｔ３ｙｍｅｍ～ａｄｄ‘图３ＥＭＩ模块的内部结构图ｄａｔａｗ‘ｄａｔａｒｄ（３）总线仲裁模块总线仲裁模块对Ｐｍｅｍｏｒｙ、ＸＩｎｅｍｏｒｙ、Ｙｍｅｍｏｒｙ的三路总线信号进行总线仲裁．保证在一个完整的读写周期内只有一路内部总线方位外部存储器。
每次传输数据结束．则此时外部相应存储器的片选信号放开。
基于DSP的ARINC429总线的设计
基于DSP的ARINC429总线的设计作者：王金如来源：《科学与财富》2010年第02期随着数字信号处理器(DPS,digital signal processor)的发展与应用,现代数据采集系统的性能越来越高,功能越来越强,而DSP也逐渐成为整个系统的核心,能对系统的各个模块进行控制并对采到的数据进行运算、处理与传输。
PC与DSP之间的通信从数据传输方式来看,可分为串行和并行两大类。
RS232串口是比较通用的一种串行通信方式,由于串行通信每次只能读写一个数据,因此速度较慢。
SSP(标准并行口,standard parallel port)、EPP(增强型并行口,enhanced parallel port)、ECP(扩展容量并行口,extended capability port)是目前比较常用的并行方法。
SPP速度达到每秒150K字节,但只能单向数据传输,不得不采用状态线实现数据的输入,最后还得进行字节或字的拼接。
ECP协议最大优势是支持DMA操作,但是接口控制复杂,而且要编写硬件驱动电路。
EPP是与SPP兼容的能够双向传输数据的高速并行中协议,可以达到每秒500K—2M字节的速率,达到接近标准PC内部ISA总线传输数据的能力,并且控制较为简单。
因此利用EPP进行PC与DSP之间进行通信和数据传输时是一种好的方法。
本文给出了ARINC429标准数据通过计算机并口发送和接收的方法,用DSP来作为下位机对数据处理再将数据传送给HS3282芯片,和ARINC429协议进行通讯,逻辑控制利用一片CPLD 来完成。
1.ARINC429总线简介一个ARINC429数字信息基本单元由32个位组成一个数据字,每一个数据字分为5组,即:(1)标志码(label),第1-8位,用于表示信息的类型。
(2)源/目的识别码(SDI),第9-10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SDI来识别字的目的地。
最新-基于DSP和FPGA的ARINC429机载总线接口板的硬件设计 精品
基于DSP和FPGA的ARINC429机载总线接口板的硬件设计摘要介绍了民用飞机机载数据总线429的硬件接口板，该接口板采用和实现四种429信号收发通道，使整个系统的处理速度大大提高。
关键词429总线机载数据总线429在当代的运输机和相当数量的民航客机如310、300、600、757、767中有着广泛的应用。
目前国内对429总线接口板的设计一般都是基于公司的3282芯片完成的，它的缺点是路数有限、非常不灵活。
因此对429总线接口板的研制，实现多通道429总线数据的接收和发送，成为目前对飞机载总线接口研究的重点，具有非常重要的现实意义和应用前景。
1429总线简介在现代民用飞机上，系统与系统之间、系统与部件之间需要传输大量信息。
规范就是为了在航空电子设备之间传输数字数据信息而制定的一个航空运输的工业标准。
范文先生网收集整理429以下简称429总线采用双绞屏蔽线传输信息，通过一对双绞线反相传输，具有很强的抗干扰能力。
而调制方式则采用双极归零制的三态码方式，即信息由高、零和低状态组成的三电平状态调制。
429电缆上的信号及经电平转换后的信号如图1所示。
429总线每一个字为32位，它的字同步是以传输周期至少4位的时间间隔也就是4位码字为基准的。
2系统总体方案429总线接口板的主要功能是在429信号及相关外设之间起到桥梁作用，它既能接收双极归零制的429信号并将其转换为数字信号送入计算机或其它设备，又可将计算机或其它设备发出的数字信号转换为429信号输出。
本文介绍的总线接口板采用和实现四路429信号接收通道和四路429信号发送通道，且每路通道之间相互独立。
在这个接口板中，每两个数据字之间的时间间隔可调，每一个收发通道能单独定义字间隔长度，每个通道校验方式可单独定义为奇校验或偶校验，数据发送可以选择单帧发送或自动自复发送重复发送某一帧。
整个接口板由调制电路、解调电路、、和双口组成，如图2所示。
基于DSP与FPGA的ARINC429总线接口卡设计
基于DSP与FPGA的ARINC429总线接口卡设计曹雄伟;朱岩;史国庆【摘要】设计了一种基于DSP和FPGA的ARINC429总线接口卡.该设计使用PLX公司的PCI9052和HARRIS公司的HS3282作为专用协议芯片,TI公司的TMS320F2812作为嵌入式CPU,Altera公司的FPGA芯片EP1C12来进行逻辑控制、时序控制,实现了ARINC429总线接口卡的电路设计.本接口卡数据收发过程由卡上的DSP控制,无需占用计算机资源,具有高速、可靠、实时性好的优点.%Designed a kind of ARINC429 bus interface card based on DSP and FPGA. This design uses PLX company's PCI9052 and HARRIS company's HS3282 as a special protocol chip, TI company's TMS320F2812 as embedded CPU, Altera company's FPGA chip EP1C12 to carry out the logic control, timing control, realized circuit design of the ARINC429 bus interface card. This interface card is controlled by DSP, need not take up computer resources, and has high-speed, reliable, real-time good advantages.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2013(021)003【总页数】4页(P190-193)【关键词】PCI总线;ARINC429总线;DSP;FPGA【作者】曹雄伟;朱岩;史国庆【作者单位】西北工业大学陕西西安710129;西北工业大学陕西西安710129;西北工业大学陕西西安710129【正文语种】中文【中图分类】TP336在航电系统的研制初期，通常人们都要先在地面以微型计算机为基础做各种仿真实验。
基于FPGA的ARINC429总线接口卡设计
基于FPGA的ARINC429总线接口卡设计
郑玉;田书林;李力
【期刊名称】《世界电子元器件》
【年(卷),期】2008(000)006
【摘要】ARINC429总线广泛应用于商务运输航空领域，如空中客车A310／
A320、A330／A340飞机，波音公司727、737、747、757和767飞机，麦道公司MD-11飞机等。
它采用异步双极性归零码进行数据的编码，并通过双绞线传输，具有很强的抗干扰性能。
目前市场上的ARINC429总线接口设计一般都采用专用接口芯片，如Device Engineering公司的DEI-1016，INTERSIL公司的HS-3282等，
【总页数】4页(P64-66,77)
【作者】郑玉;田书林;李力
【作者单位】成都电子科技大学自动化工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN791
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关键 词 ：Ｐ Ｃ Ｉ总 线 ；ＡＲＩ ＮＣ ４ ２ ９总 线 ；ＤＳ Ｐ；Ｆ Ｐ ＧＡ
中 图分 类 号 ：１ ６ ７ ４ — ６ ２ ３ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ — ０ １ ９ ０ — ０ ４
Ｐ Ｃ Ｉ （ ｐ ｅ ｒ ｉ ｐ ｈ ｅ ｒ ａ ｌ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｃ ｏ ｎ ｎ ｅ ｃ ｔ ） 局 部 总 线 数 据 传 输率 为 １ ３ ２ ＭＢ ／ ｓ ， 可 同 时支持 多组 外设 ， 不受制 于处 理 器 ，
ｌ Ａ Ｒ Ｉ ＮＣ ４ ２ ９总线
Ｈ ￥ ３ ２ ８ ２作 为 专 用 协 议 芯 片 ． Ｔ Ｉ 公 司的 Ｔ Ｍ ￥ ３ ２ ０ Ｆ ２ ８ １ ２作 为嵌 入 式 Ｃ Ｐ Ｕ， Ａ ｈ ｅ ｒ ａ公 司的 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ芯 片 Ｅ Ｐ １ Ｃ １ ２来 进 行 逻 辑 控制 、 时序 控 制 ． 实现 了 Ａ Ｒ Ｉ Ｎ Ｃ ４ ２ ９总线 接 口卡 的 电路 设 计 。本 接 口卡 数 据 收 发 过 程 由卡 上 的 Ｄ Ｓ Ｐ控 制 ， 无 需 占用 计
第 ２ ｌ卷 第 ３期
Ｖｏ ｌ ＿ ２ｌ Ｎｏ ． ３
电 子 设 计 工 程
Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｅｎｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
２ ０ １ ３年 ２月
Ｆｅ ｂ．２ Ｏｌ ３
基于 Ｄ Ｓ Ｐ与 Ｆ Ｐ ＧＡ 的 Ａ Ｒ Ｉ ＮＣ ４ ２ ９总线接 口卡设计
曹雄 伟 ，朱 岩 ，史 国庆
（ 西 北 工 业 大 学 陕 西 西安 ７ １ ０ １ ２ ９ ）
摘 要 ：设 计 了一 种 基 于 Ｄ Ｓ Ｐ和 Ｆ Ｐ ＧＡ的 ＡＲＩ Ｎ Ｃ４ ２ ９总 线接 口卡 。 该设计使用 Ｐ Ｌ Ｘ 公 司的 Ｐ ＣＩ ９ ０ ５ ２和 ＨＡＲＲ Ｉ Ｓ公 司 的
Ａ Ｒ Ｉ Ｎ Ｃ ４ ２ ９是 机 载 电子 设 备 之 间 进 行 数 据 传 输 约 定 的…
种标准 ． 它 规 定 了航 空运 输 ｌ 丁 业 航 空 电 子 系 统 生 产 部 门对 部
件、 通用设计 、 结 构 及 实 验 规 范 的要 求 ． 保 证 在 航 线 上 使 用 满
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ＡＲＩ ＮＣ４ ２ ９ ｂｕ ｓ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｃ ａ ｒ ｄ ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＤＳ Ｐ ａ ｎ ｄ ＦＰＧＡ
ＣＡＯ Ｘｉ ｏ ｎ ｇ — ｗｅ ｉ ，ＺＨＵ Ｙａ ｎ，Ｓ ＨＩ Ｇｕｏ — ｑｉ ｎ
ｒ ｅ ａ ｌ － ｔ ｉ ｍｅ ｇ ｏ ｏｄ ａ ｄｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：Ｐ ＣＩ ｂ ｕ ｓ ；ＡＲＩ ＮＣ ４ ２ ９ ｂ ｕ ｓ ；Ｄ Ｓ Ｐ；Ｆ Ｐ ＧＡ
在航电系统的研制初期 ， 通 常人 们 都 要 先 在 地 面 以微 型 计 算机 为 基 础 做 各 种 仿 真 实 验 。这 使 得 用 于 各 仿 真 系 统 的 接 口卡 的 研 制 和 革 新 工 作 便 成 为 航 电 系 统 发 展 的 一 个 重 点 。接 口卡 的 主 要 任 务 是 实 现 航 电 系统 的数 据 总 线 与 Ｐ Ｃ机 的 数 据 总 线 之 间 的 通 讯 功 能 ，这 使 得 人 们 可 以 在 Ｐ Ｃ机 上模 拟 航 电 系统数据总线上所挂接的实际子系统。
（ Ｎｏ ｔｈ ｒ ｗ ｅ ｓ ｔ ｅ ｒ ｎ Ｐ ｏ ｌ ｙ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ， Ｘｉ ’ 唧 ７ １ ０１ ２ ９，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ａ ｋ ｉ ｎ ｄ ｏ ｆ ＡＲＩ ＮＣ ４ ２ ９ ｂ ｕ ｓ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｃ ａ ｒ ｄ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＤＳ Ｐ ａ ｎ ｄ Ｆ Ｐ ＧＡ． Ｔ ｈ ｉ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｕ ｓ ｅ ｓ Ｐ Ｌ Ｘ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｎ ｙ ’ ｓ Ｐ ＣＩ ９ ０ ５ ２ ａ ｎ ｄ ＨＡＲＲ Ｉ Ｓ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｎ ｙ ＇ ｓ ＨＳ ３ ２ ８ ２ ａ ｓ ａ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｃ ｏ ｌ ｃ ｈ ｉ ｐ， Ｔ Ｉ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｎ ｙ ’ Ｓ ＴＭＳ ３ ２ ０ Ｆ ２ ８ １ ２ ａ ｓ ｅ ｍｂ ｅ ｄ ｄ ｅ ｄ Ｃ Ｐ Ｕ，Ａ ｈ ｅ ｒ ａ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｎ ｙ ’ ｓ Ｆ Ｐ ＧＡ ｃ ｈ ｉ ｐ ＥＰ１ Ｃ１ ２ ｔ ｏ ｃ ａ ｒ ｒ ｙ ｏ ｕ ｔ ｔ ｈ ｅ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ，ｔ ｉ ｍｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ，ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｄ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ＡＲＩ ＮＣ ４ ２ ９ ｂ ｕ ｓ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｃ ａ ｒ ｄ ． Ｔ ｈ ｉ ｓ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｃ ａ ｒ ｄ ｉ ｓ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｄ ｂ ｙ Ｄ Ｓ Ｐ，ｎ ｅ ｅ ｄ ｎ ｏ ｔ ｔ ａ ｋ ｅ ｕ ｐ ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ ｒ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ ，ａ ｎ ｄ ｈ ａ ｓ ｈ ｉ ｇ ｈ － ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ，ｒ ｅ ｌ ｉ ａ ｂ ｌ ｅ ，