ARINC429总线在航空物探测量系统集成中的应用
ARINC429
ARINC429总线在航空物探测量系统集成中的应用作者：米耀辉周坚鑫等来源：《现代电子技术》2013年第07期摘要：为了提高航空物探测量系统中数据通信的稳定性，精简系统集成的复杂程度，借鉴ARINC429通信总线技术在航空电子系统中应用，将其应用于航空物探测量系统中。
设计基于TS68C429A和DEI1016的ARINC429的发送和接收电路，从而改进航空物探系统数据传输方式，提高测量数据的收录质量，精简接口设计种类。
关键词： ARINC429；航空物探系统；数据通信； TS68C429A； DEI1016中图分类号： TN925⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2013）07⁃0115⁃040 引言航空物探测量系统需要将专用物探测量设备（如磁力仪）、高度计、定位系统、数据收录仪等各个功能相对独立的测量设备或子系统进行综合集成，将多个所测的参量数据传输到数据收录仪中，集中收录到同一个文件中。
因此各个测量子系统与数据收录仪之间的数据传输方式直接决定收录数据的质量，是系统集成过程中的重点。
ARINC429 数据总线是美国航空无线电公司（ARINC）专为航空电子系统制定的数字总线传输标准，是机载电子设备之间常用的串行通信标准，它为系统互联提供统一平台。
ARINC429总线性能优良，其传输速率高，可靠性好，广泛应用在先进的客机及一些军用飞机航空电子系统的数据传输中，将原来分散的信息和数据进行集中，实现功能独立的子系统的综合[1]。
航空物探测量系统需要将各测量设备所获取的数据集中收录于同一台设备上，因此借鉴ARINC429 数据总线在航空电子系统中的应用，将ARINC429总线应用于航空物探系统集成中能够提高数据传输速率和稳定性，并大幅度减轻机上电缆质量，大大精简线路布局，使集成后的系统更加精简。
1 ARINC429总线ARINC429总线是一种单向广播式数据总线，数据传输采用差分信号，具有很强的抗干扰能力，传输距离较远。
ARINC-429可编程测试版的研制及应用
ARINC429可编程测试板的研制及应用文 / 陈广熊肃川（校修中心）ARINC429数字信息传输规范是航空电子设备通信标准。
本文在简要介绍429规范的基础上，探讨了用89C52单片机和HS-3182/3282接口芯片研制ARINC429可编程测试板的思路，以及在音频控制面板（Audio Control Panel）测试台上的应用。
在现代军、民用飞机上，系统间需要传输大量信息。
随着数字技术的发展和微型电子计算机的出现，越来越多的航空电子设备已采用了数字化技术，从而使数字传输成为信息传输的主要途径。
它既克服了模拟传输带来的成本高、传输线多、可靠性差等缺点，又减轻了飞机和设备的重量，提高了信息传输的精度。
但是，数字技术的大量采用，特别是可编程逻辑芯片的大量使用，也为机载电子设备的维修设置了新的技术壁垒，我们面临着几种选择：要么将故障件返厂修理，但维修成本高，修理周期长；要么购买指定的测试设备，但一次性投入的资金较大，动辄数十万甚至上百万元；最后就是自行研制测试设备，投入的资金小，但因为国外厂家技术保密的缘故，技术难度大，目前，国内的航空电子维修企业普遍面临这一难题。
ARINC429规范，又称Mark33数字信息传输系统(DITS---Digital Information Transfer System)，是专为航空电子系统通讯规定的航空工业标准，它忽略了不同厂家航电系统接口的复杂性，为系统互联提供了统一平台。
目前，大多数欧美飞机上数字信息的传输均采用了此标准（本文以下简称ANINC 429），特别是空客系列飞机，机载电子设备的信息传输绝大部分都建立在ARINC429规范的基础上。
因此，测试设备的研发，必然要以ARINC429通讯接口板为基础，配合单片机或可编程逻辑器件以及相应的测试软件来实现。
早期的ARINC 429通讯接口板，硬件电路比较复杂，从而导致工作可靠性不高。
现在虽有集成的商品化产品，但价格高昂，而且只能被动的接收和发送数据，无法实现与机载设备的实时应答通讯。
基于HS3282的ARINC429航空通讯总线设计(1)
数据总线 ７Ｄ ５．．ｒ ０）
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图４ ＡＲＩＮＣ４２９控制逻辑
图２ ＨＳ３２８２／ＤＥＩｌ０１６结构框图
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图５多路接收中断覆盖示意
当２路以上接收共享一个中断时，容易出现覆盖 现象，丢掉某一路数据，或使边沿触发的中断失效，不 再接收任何数据。这种错误非常隐蔽，如图５波形。 当在Ａ点第一路准备号／Ｒｘｌ ＲＤＹ＝Ｌ，／ＸＩＮＴ有效， 引起中断，ＣＰＵ进人中断处理响应，在ＡＢ之间已经判 定为第一路有效并开始处理。处理到Ｂ点时，第二路 接收准备好亦引起中断。彳旦／ＸＩＮＴ已经有效，不会引
起电平变化。中断响应程序继续进行，在Ｃ点退出，没 有处理第二路接收。如果中断请求是电平（Ｌｅｖｅｌ）敏 感，中断处理退出后还可以再次进入。但有相当的系 统开销。若中断请求是边沿（ｅｄｇｅ）触发，在Ｃ点退出 之后，因未处理第二路接收使得中断请求／ＩＮＴ一直保 持电平有效，但不能产生边沿跳变翻转，中断触发条件 永远不能满足，系统死锁。各路数据将无一幸免的丢 失。有人解决这个问题时采用“独占中断”办法，将每
飞机arinc429数据总线
飞机arinc429数据总线譬是．；垒凰．飞机舢阻N c429数据总线龚斌(中国东方航空公司，上海市200335)￡I裔要]A Rl N c429规范是航空电子设备数字数据传输标准。
本文对A Rl N c429总线规范和A RIN c429在飞机中的应用作简要介绍。
巨．艟词]A R I N c429总线；数据通信随着数字技术和计算机技术的不断发展，越来越多的航空电子设备采用了数字化技术，从而使数字传输成为信息传输的主要途径。
A R—l N C429总线是美国航空无线电公司(A R l N C)制定的民用航空数字总线传输标准，目前，大多数民航飞机上的数字信息传输采用了此标准，如空客A310，320、A330／340飞机，波音737、747、757、767等机型。
1A R l N C429总线简介A R I N C429是一种单向广播式数据总线，传输介质由双绞屏蔽电缆组成(一股红色，一股蓝色，屏蔽缕地)。
A R l N C429总线结构简单、性能稳定，抗干扰性强。
最大的优势在于可靠性高，这是由于非集中控制、传输可靠、错误隔离性好。
A R l N C429总线系统的结构是由某～设备的发送装置和另一设备的接收装置以及总线组成。
数据一般从数据源的发送端流入单个接收端，或者多个并联的接收端。
总线数据的传送速率是：高速传输的位速率为100K b／S±1％，低速传输的位速率为12D一145K b，s±1％。
A R I N C429总线E传输的数据有二进制型(B N R)，飞机上许多参数如航向、高度、油量等都用B N R格式。
还有二—十迸制型(BC D)，如D M E距离、真空速、总温等使用B C D格式。
被编成B N R或B C D 格式的数字数据，以串行发i差序列经输出装置(发送端】按三电平双极归零调制方式发送，即发送的数据脉冲有高【+10V)、低(～10V)、零【0V)三个电平状态，高电平逻辑值为1，低电平逻辑值为oo这种传输方式由字的间隔隔开，间隙是4位零电平持续时间作为数据宇的同步基准，间隙后发送的第—位即表示—个新数据字的开始。
(5好)ARINC429测试系统设计与总线数据描述方法研究
3)在 ARJ21外场试验和试飞排故中, 用于机上数 据通讯网络数据传输的监测和故障诊断。
图 2 系统硬件组成图
系统采用 PXI嵌入式控制器, 该控制器具有集成 的硬盘控制器、USB接口、显示器等接口, 特别适用于 数据采集和分析系统。
远程控制模块采 用以太网控制器 与其他系统 通 讯, 将 AR INC 429总线数据测试分析系统的数据实时 发送至航电系统的数据采集和分析系统, 进行数据分 析。
它主要包括五部分: 奇偶校验位 ( P )、符 号 /状态 位 ( SSM )、数据区 ( DATA )、源 /目标标识位 ( SDI)和标 志位 ( LABEL)。它们的发送顺序为: 标志位、源 /目标 标识位、数据区、符号 /状态位和奇偶校验位。其中标 志位与正常顺序刚好相反, 先发送高位再发送低位, 即 发送位 8、7、6、5、4、3、2、1。
5 结束语
本方案瞄准国际上先进的仿真与测试设备, 采用 基于 PX I总线集成的功能测试系统体制, 具有集测试、 仿真、分析于一体的软件支撑环境, 重视系统自测试能 力和可维护性。将系统资源、试验配置、试验过程信息 与试验结果等封装成一类试验对象进行管理, 使系统 具有很强的可定制性与灵活性。通过 W indows下的实 时扩展技术, 提高系统的实时性, 可以为试验数据提供 微秒级的时标。针对试验要求, 在系统中采用了时间 驱动方式与事件驱动方式并存的系统运行机制。对于 那些严格按排定时序工作的任务采用时间驱动方式, 如数据的定时采集与处理等; 对于那些对突发事件的 响应任务采用事件驱动方式, 如总线事件处理和应急 处理等。简单高效的总线数据描述方法使系统稍加修 改就可用于其它类型数据总线的测试分析, 具有良好 的可扩展性。
航电ARINC429总线监测系统的设计与实现
、 ， ０ １ ． ２ ２
电子设计 工程
Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
２ ０ １ ４年 ２月
Ｆ ｅ ｂ ． ２ ０ｌ ４
ＮＯ ． ３
航 电Ａ Ｒ Ｉ Ｎ Ｃ ４ ２ ９总线监测 系统的设计 与实现
ｑ ｕ ｉ ｃ ｋ ｌ ｙ ， ａ ｖ ｏ ｉ ｄ ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ｏ ｕ ｂ ｌ ｅ － ｆ ｒ ｅ ｅ Ｄｉ ｓ ａ ｓ ｓ ｅ ｍｂ ｌ ｅ ， ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｉ ｎ ｔ ｅ ｎ ａ ｎ ｃ ｅ ｅ ｉｃ ｆ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ． Ｔｈ ｅ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｂ ｕ ｓ ｒ ｅ ａ ｌ － ｔ ｉ ｍｅ ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｓ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｌ ｉ ａ ｂ ｌ ｅ ａ ｎ ｄ ｍｅ ｅ ｔ ｓ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ａ ｖ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ ； ＡＲＩ ＮＣ ４ ２ ９ ｂ ｕ ｓ ； ｂ ｕ ｓ ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ； Ｉ ｎ ｔ ｅ ｆ ｒ ａ ｃ ｅ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ 线监测 系统 实时稳 定可靠 ，能够满足设计需求。
关键 词 ：航 电 系统 ；Ａ ＫＩ ＮＣ４ ２ ９总线 ；总 线监测 ； Ｉ Ｃ Ｄ
中 图分类 号 ：Ｔ Ｎ ９ １ ９
文献 标识 码 ：Ａ
文章编 号 ：１ ６ ７ ４ — ６ ２ ３ ６ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ３ 一 ｏ ０ ３ ７ — ０ ５
ARINC429总线分析仪校准系统的研究
２２ ４
－
电 磁 学
、
无 线 电 专业
２０ １ ６
年第
３６
卷增 刊
Ａ ＲＩ Ｎ Ｃ ４２ ９
总 线分 析 仪校 准 系 统 的 研 究
蓝娟
中
（
航 飞 机 西 安 飞 机 分公 司
Ａ ＲＩ Ｎ Ｃ４ ２ ９
，
陕西 西安
７
１
０ ０ ８９
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摘
要
：
广 泛应 用 于 航 空 电 子 领 域 的 的 协议
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，
ｆ
比 如 更 改 为 循环 发 送 方 式
分 别 对设 备 高 ／ 低 速 收 发 功
４ ２９
能进 行校 准
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，
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图
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分 析 波 形 特性 以
，
判断 该 待 测 设 备 的 性 能 是 否 满 足 技 术 指 标 要 求
飞 机 上 电 子 系 统 的 各个 雛
对总 线 电 气 测量 可 以 方便 的 让测 试人
、
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控制 系统
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航空 数 据 总线技
负 责 飞 机上 針
该 系 统校 准 主 要 包 括
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Ａ Ｒ Ｉ Ｎ Ｃ ４２ ９
，
总线测试 仪 的发
１
术 是 航 空 电 子 系 统 的 关键 技 术 之
４
．
基于ARINC429总线接口卡的航空相机综合控制系统
兵工自动化2010-01Ordnance Industry Automation 29(1) ·72·doi: 10.3969/j.issn.1006-1576.2010.01.022基于ARINC429总线接口卡的航空相机综合控制系统范秀英，范鹏飞，谷峰，郭永胜，赵曼（空军航空大学特种专业系，吉林长春130022）摘要：采用AEC-PCI-44 ARINC429总线接口卡设计了航空相机综合控制系统，给出了硬件设计和软件流程图。
该系统既可以控制侦察任务舱内的多台航空相机同时工作，也可控制单台工作。
已装备部队使用，实践表明：操作简单、运行可靠，能达到减少保障设备数量和提高检测效率目的。
关键词：ARINC429总线；航空相机；综合控制系统中图分类号：TP273 文献标识码：AAn Integrated Control System of Aerial Camera Based onARINC429 Bus Interface CardFAN Xiu-ying, FAN Peng-fei, GU Feng, GUO Yong-sheng, ZHAO Man(Dept. of Special Service, Aviation University of Air Force, Changchun 130022, China) Abstract: An integrated control system of aerial camera adopted AEC-PCI-44 ARINC429 bus interface card is designed.Hardware design and software flow sheet are presented. The system can control one or more aerial cameras in reconnaissance mission cabin to work simultaneously. The system has been used by troops and proved in practice that it is easy to be manipulated and it runs steadily. The aim of reducing the number of guaranteed equipment and improving the detection efficiency has been realized.Keywords: ARINC429 bus; Aerial camera; Integrated control system0 引言美国航空无线电公司（ARINC）于1977年7月提出ARINC429总线协议，同年9月，数字式信息传输系统（Digital Information Transfer System，DITS）[1]获批准使用。
航空通信设备ARINC429总线多协议处理设计与实现
航空通信设备ARINC429总线多协议处理设计与实现作者：周婷婷来源：《中国新通信》2017年第06期【摘要】根据ARINC429航空总线工业标准，按照ARINC429总线的电气特性要求，采用FPGA+DSP的架构实现多种ARINC429协议处理。
FPGA结合外围芯片实现ARINC429总线底层数据收发功能，DSP实现ARINC429总线AIM、BOP3协议解析功能。
该实现具有设计简单灵活，应用场景广，具备一定抗干扰能力等特点。
该设计已应用于采用ARINC429总线的航空通信设备。
【关键词】 ARINC429 FPGA DSP AIM BOP3Design and Implementation of Multiple protocol processing for ARINC429 Bus in the aviation communication equipmentZHOU Ting-ting（Southwest China Institute of Electronic Technology，Chengdu 610036，China）Abstract： According to the ARINC429 aviation bus industry standards， in accordance with the requirements for the ARINC429 bus electrical characteristics， FPGA+DSP architecture was adopted to realize a variety of protocol processing. FPGA combined with peripheral chips to realize the function of underlying data transceiver for ARINC429 bus， DSP to realize the function of AIM and BOP3 protocol parsing for ARINC429 bus. This implementation is simple in design， flexible application scenario is wide， have a certain anti-interference ability， etc. This design has been applied in the aviation ARINC429 bus communication equipment.Key words： ARINC429；FPGA；DSP；AIM；BOP3；一、引言ARINC429是一种通用航空电子总线标准，它是由美国航空电子工程委员会（Airlines Engineering Committee）1977年提出，并于同年颁布实施，广泛应用在军用和民用航空电子领域。
ARINC429
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。
为了使系统能够对ARINC429数据进行处理并将处理好的数据发送出去，文中提出了一种基于DSP和ARINC429专用协议芯片HS-3282的总线数据设计方法。
1 ARINC429数据传输规范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。
ARINC429数据格式如表1所示。
2 系统硬件设计本系统主要是实现ARINC429总线数据信息的接收和发送。
本系统中采用TI公司的DSP 芯片TMS320F2812为控制核心和CPLD芯片作译码电路控制429数据收发芯片时序逻辑，配合1片高性能ARINC429数据收发芯片HS-3282和1片ARINC429数据发送驱动芯片HS-3182,形成1个数据接收通道和1个数据发送通道，由它们构成数据收发、串/并、并/串转换的主体，其系统结构框图如图1所示。
关于ARINC429总线技术在飞行模拟器中的原理及分析
（ ＡＲ Ｉ ＮＣ ４ ２ ９ ＿ ＿ ｘ ｍｉ ｔ ） 转换为 Ａ ＲＩ ＮＣ 发射 调理 电路 所需要 的信 号ＡＲ Ｉ ＮＣ ４ ２ ９ Ａ和
ＡＲＩ ＮＣ４ ２ ９ Ｂ。
ＡＲ Ｉ ＮＣ 发射 模块首 先将 输入 的３ ２ 为并行 数据 （ Ａ＿ ｘ ｂ ｕ ｔ Ｉ ３ １ ： ｏ １ ） 经 过移位 寄 存 器 一次 １ 位 的输 出 （ 设此 信 号为ｄ ａ ｔ ａ ） ， 并 且与 发射 时钟 （ ｃ ｌ ｋ ， 图 中未 画出 ， 实 际为 系统 时钟 Ｃ ｌ ｏ ｃ ｋ ＿ ｓ ￣ 频得 到 ） 进 行 以下运 算 ：
的一 种规 范 。
Ｆ Ｐ Ｇ Ａ电路完成 Ａ ＲＩ ＮＣ 总线与计 算机 之 间的通讯 ， 主 要包括 Ａ Ｒ Ｉ ＮＣ ４ ２ ９ 收 发模 块 和ＵＡＲ Ｔ 收 发模 块 。 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ接 收接 收调理 电路输 出 的数据 （ Ａ ＿ Ｒ ＸＤ） 与 时钟 （ Ａ ＿ ｒ ｃ ｌ ｏ ｃ ｋ ） 信号， 经 过接 收处理 模块 转 化为 ３ ２ 位 的并行 数 据 （ Ａ ＿ ｒ ｂ Ｌ Ｉ ｆ ［ ３ １ ：
一
．
Ａ Ｒ Ｉ Ｎ Ｃ总线 技术 在 飞行器 中 的应 用
再 经过放 大器变 为双极 性的Ｔｒ Ｌ 电平信 号来驱 动后面 的驱动 电路工 作 ， 产生出
最 终 的Ａ ＲＩ ＮＣ电平信号 。 这 里的 驱动 电路 为一 种推 挽式 放大 电路 。
３ Ｆ Ｐ Ｇ Ａ 电路
在现 代航 空工业 领域 当 中 ， 现代 飞机要 求大 量数据 信 息能够快 速 、 有 效地 在 飞机系统 与系 统、 系统 与部件之 间进行 高速 传递 。 目前相 当数量 的军用 机 、 民 用机 及运 输机 的 数据 通信都 采 用美 国航 空无 线 电公司 （ Ａ Ｒ Ｉ ＮＣ ） 制定 的 民用航 空数 字总 线传 输标准 Ａ Ｒ Ｉ ＮＣ ４ ２ ９ ， 它定义 了航 空 电子 设备 和系 统之 间相互 通信
(3)ARINC429串行总线在航空测试系统中的接口设计与实现
图 １ 航姿信息测试系统 ２．２．２ 打印模块设计
为了完成数据报表的保存， 方便用户查看数据， 通过打印模 块实现数据报表的打印工作。在打印模块中， 实现了打印及打印 预览功能。航姿信息测试系统在测试完毕 ， 用户可以点击“打印 报表”按键， 将保存的测试结果生成报表并打印。
Ｗｉｎｄ ｏｗｓ 操作系统提供了 支 持 图 像 打 印 功 能 的 ＡＰＩ 接 口 ， 并 且 Ｖｉｓ ｕａ ｌ Ｃ＋＋６．０ 的 ＭＦＣ 库 的 ６．０ 版 本 也 增 加 了 打 印 及 打 印预览的实现。对于 Ｖｉｓ ｕａ ｌ Ｃ＋＋６．０ 的 ＳＤＩ 和 ＭＤＩ 框架 来 说 ， 它们内置了强大的打印和打印预览的功能。但是由于本系统为 简化用户操作， 采用了对话框方式来实现， 所以需要将内置的打
５） 奇 偶 校 验 位（ＰＡＲＩＴＹ）， 第 ３２ 位 ， ＡＲＩＮＣ４２９ 数 字 信 息 系 统奇偶校验位逻辑提供的是奇校验。 ２ ＥＸＣ－ ２０００ 型 ４２９ 卡在某型捷联航姿测试系统中的应用
ＥＸＣ－ ２０００ 型 ４２９ 卡 是 美 国 ＤＤＣ 公 司 生 产 的 航 空 数 据 总 线接口卡， 该卡满足 ＡＲＩＮＣ４２９ 等多种通讯协议， 基于高速的 ＤＳＰ 采用通用 ＰＣＩ 总线接口标准设 计 的 测 试 板 卡 ， 可 应 用 于 航 空电子等系统领域。该产品设计理念超前， 制作工艺先进， 产品 检测严格， 具有可靠性高、功能完备、使用方便的特点， 总线传输 速率为 １００Ｋｂ ｐ ｓ 、４８Ｋｂ ｐ ｓ 、５０Ｋｂ ｐ ｓ 、１２．５Ｋｂ ｐ ｓ 可选。 ２．１ ＡＲＩＮＣ４２９ 总线接口
多通道ARINC429总线检查仪
摘 要 ：针 对 广 泛 应 用 于航 空 领 域 的 ＡＲＩ ＮＣ ４ ２ ９总 线 ．提 出 了一 种 用 于 ＡＲＩ ＮＣ ４ ２ ９总 线 的 便 携 式 检 查 系统 。 系统 以
ＡＲＩ ＮＣ ４ ２ ９专 用 数 据 收 发 芯 片 Ｈ１ ８ ５ ８ ２和 ＤＳ Ｐ 为核 心 ．按 照 ４ ２ ９总 线 协 议 实现 １ ６路 数 据 发 送 和 ４ 路 数 据 接 收 功 能 ，
１ ． ２ 控 制模 块 设 计
控制模块 由主控制器 Ｄ Ｓ Ｐ和 辅 控 制 器 Ｃ Ｐ Ｌ Ｄ为 核 心 ， 附 以外 围 电路 组 成 。 １ ． ２ ． １ 主 控 制 器 功 能
Ｄ Ｓ Ｐ作 为 主 控 器 完 成 以 下 工 作 ： １ ） 通 过 串 口接 收 上 位 机 配 置 信 息 并 存 入 ｆ ｌ ａ ｓ ｈ ； ２ ） 按 照要 求 接 收外 部 Ａ Ｒ Ｉ Ｎ Ｃ ４ ２ ９信 号 ， 并 将 接 收 到 的 Ａ Ｒ Ｉ Ｎ Ｃ ４ ２ ９信 号 通 过 Ｌ Ｅ Ｄ显示 ： ３ ） 实 时检 测外 部 拨 码 开 关 状 态 ， 并 按 照 配 置 信 息 的要 求 发送 Ａ Ｒ Ｉ Ｎ Ｃ ４ ２ ９信 号 。 １ ． ２ ． ２ 辅 控 制 器 功 能 Ｃ Ｐ Ｌ Ｄ作为辅助器完成以下工作 ：
ｂ ｕ ｓ ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｃ ｏ ｌ ｔ ｏ ｒ ｅ ｌｉ ａ ｚ ｅ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｎ ｄ ｓ １ ６ ＡＲＩ ＮＣ ４ ２ ９ ｄ ａ ｔ ａ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ４ ＡＲＩ ＮＣ ４ ２ ９ ｄ ａ ｔ ａ ｒ ｅ ｃ ｅ ｉ ｖ ｉ ｎ ｇ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ， Ａｔ ｔ ｈ ｅ ｓ ａ ｍｅ ｔ ｉ ｍｅ Ｔ ｈ ｅ ａ ｃ ｃ ｅ ｐ ｔ ｅ ｄ ｄ ａ ｔ ａ Ｔ ｏ ｄ ｉ ｓ ｐ ｌ ａ ｙ ｂ ｙ Ｌ ＥＤ， Ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｃ ａ ｎ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ４ ２ ９ ｂ ｕ ｓ ｌ ｉ ｎ ｋ ｉ ｓ ｎ ｏ ｒ ｍ １． ａ Ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｒ ｅ ｓ ｕ ｈ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｉ ｓ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｓ ａ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ａ ｎ ｄ ｅ ｉｃ ｆ ｉ ｅ ｎ ｔ ＡＲＩ ＮＣ ４ ２ ９ ｂ ｕ ｓ ｔ ｅ ｓ ｔ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ．
ARINC429数据总线通信实现方式研究
ARINC429数据总线通信实现方式研究ARINC429数据总线是一种广泛应用于航空航天领域的数字通信标准，它提供了可靠的数据传输和通信协议，用于飞行器上各种航空电子设备之间的数据传输。
ARINC429数据总线具有高速传输、可靠性强、数据传输稳定等优点，因此在航空航天领域得到了广泛的应用。
本文将对ARINC429数据总线通信实现方式进行研究，包括其工作原理、通信协议、硬件连接等方面。
一、ARINC429数据总线概述ARINC429数据总线是由美国航空电子协会（ARINC）提出的一种航空电子器材之间通讯的标准。
它采用单向差分传输线、双绞线传输方式，在飞行器上用于数字数据的传输。
ARINC429数据总线支持多种数据格式和通信协议，包括数据帧格式、错误检测和校验机制等。
其标准数据传输速率为每秒12.5Kbps，可以满足飞行器上各种航空电子设备之间的数据传输需求。
二、ARINC429数据总线工作原理三、ARINC429数据总线通信协议2.时序要求：ARINC429数据总线通信的时序要求非常严格，主设备在发送数据帧时，需要严格控制数据传输的速率和时序，保证数据传输的可靠性和稳定性。
3.错误检测和处理：ARINC429数据总线提供了多种错误检测和处理机制，包括奇偶校验、循环冗余校验等，可以检测数据传输过程中出现的错误，并及时进行处理，保证数据传输的正确性和完整性。
四、ARINC429数据总线硬件连接ARINC429数据总线的硬件连接主要包括总线控制器、发送器和接收器等组成。
总线控制器负责管理数据传输过程，发送器负责将数据帧发送到总线上，接收器负责接收从总线上的数据帧。
总线控制器和发送器、接收器之间通过差分信号进行连接，保证数据传输的可靠性和稳定性。
此外，在实际应用中，还需要根据不同的航空电子设备之间的通信需求，设计合适的接口电路，实现数据的传输和交换。
在实际应用中，实现ARINC429数据总线通信需要考虑以下几个方面：1.硬件设计：设计总线控制器、发送器、接收器等硬件组件，实现数据的传输和通信。
集成BIT的ARINC429总线模块设计
2019年17期设计创新科技创新与应用Technology Innovation and Application集成BIT 的ARINC429总线模块设计王魁（中国空空导弹研究院，河南洛阳471009）1概述ARINC429总线是一种串行标准，结构简单、传输可靠、抗干扰能力强，广泛应用于航空电子系统的数据传输[1]。
ARINC429总线数据字包括奇偶校验位、符号/状态位、数据位、源/目的标识和标号[2]。
通常ARINC429总线设计时大都采用专用协议和驱动芯片，如HARRIS 公司的HS-3282和HS-3182芯片、Device Engineering 公司的DEI1016和BD429芯片，但由于专用芯片单片大多只支持一发两收，扩展性差，且芯片本身的BIT 能力较差，难以满足目前电子装备高集成、自诊断的发展需求。
2电路设计针对成品ARINC429芯片占空间大、扩展性差、自检能力弱等问题，利用VHDL 语言[3]设计了基于FPGA 的集成机内测试（BIT ）的ARINC429协议电路，可通过寄存器对电路的工作模式、自检内容及通道等进行灵活配置。
系统由主控模块、发送模块、接收模块、自检模块和数据开关组成，基本构成如图1。
图1电路原理框图主控模块提供外部与内部模块之间的数据、地址及控制通道，完成相应的逻辑变换；发送模块实现一个发送通道的配置、数据编码、发送波形产生及发送状态输出等；接收模块实现一个接受通道的配置、波形采样、数据解码、数据输出及接收状态输出等；自检模块根据用户配置的自检模式及内容完成相应的自检流程；数据开关在自检模块的控制下，实现数据流的流向控制。
2.1发送模块的设计发送模块的原理及组成如图2，外部控制电路根据约定的数据传输协议将配置信息和控制指令写入控制寄存器，在通过读状态寄存器确认发送FIFO 未满时将待发送数据写入发送FIFO 。
发送控制器解析控制指令并按要求启动相应发送模式，目标信息和数据等先经编码器编码，然后进行并/串转换，奇偶校验产生器通过计数串行数据产生奇偶校验位，串行数据再经波形发生器形成符合AR -INC429通信协议的两路脉冲数据串，波形发生器在每帧数据发送结束时按4位数据位时间延时，延时结束后进入下一帧数据发送。
新一代ARINC429总线监听模块设计技术
收稿日期：２０１７ ０１ １０； 修回日期：２０１７ ０２ ０８。 作者简 介：李 国 星 （１９８１ ），男，河 南 洛 阳 人，硕 士，工 程 师，主 要 从 事机载测试技术方向研究。
下发，另一方面各功能模块采集到的数据也将通过采集器背板 总线传递至控制器模块，最后组成网络包进行数据输出。
图 １ 新 一 代 网 络 化 采 集 系 统 构 架
１２ 犃犚犐犖犆４２９ 总 线 监 听 设 计 方 案 ＡＲＩＮＣ４２９ 总 线 监 听 模 块 设 计 方 案 主 要 由 以 ＤＳＰ 和 ＦＰ
ＧＡ 为结构。这种结构借助 ＦＰＧＡ 的并 行 优 势， 实 现 单 芯 片 采 集多路总线 的 功 能， 同 时 利 用 ＤＳＰ 软 件 程 序 的 灵 活 性， 充 分 满足总线数据实时筛选的复杂多样性要求。具体来说，这种结 构主要包括如下三部分。
０ 引 言
在飞行 试 验 中，ＡＲＩＮＣ４２９ 总 线 是 常 用 的 机 载 数 据 总 线， 一般用 于 传 递 飞 机 航 空 电 子 系 统 设 备 间 的 通 讯 数 据。采 集 ＡＲＩＮＣ４２９ 总 线 数 据 是 飞 行 试 验 测 试 重 要 的 环 节。 以 往 ＡＲＩＮＣ４２９总线技术，一般采 用 分 离 元 器 件 构 成，造 成 电 路 体 积大、功耗大，可靠性降低。在新一代网络化采集器创新性预 研背景下，提出了一种 “ＤＳＰ＋ＦＰＧＡ”架构的 设 计 方 案，应 用 于 ＡＲＩＮＣ４２９总线监听模块的研制 中。 “新 一 代 网 络 化 采 集 器” 是我国具有自主知识产权的新一代网络化机载测试系统，旨在 改变机载测试技术设备长期依赖进口的现状，实现机载测试装 备的工程化、标准化和国产化。该项目为国家技术创新基金项 目。ＡＲＩＮＣ４２９总线监听 模 块 是 新 一 代 网 络 化 采 集 系 统 的 重 要 功能模块之一。该 模 块 主 要 用 来 监 听、采 集 机 载 ＡＲＩＮＣ４２９ 总 线数据，根据用户编程配置，将符合要求的数据字从总线数据 中快速检索过滤出来，并 按 照 特 定 的 规 则 将 数 据 提 交 至 “新 一 代网络化采集系统”的背板总线上，最终由主控网络模块将总 线数据发送出去，以便实时记录或遥测传输。本文将详细论述 ＡＲＩＮＣ４２９ 总 线 监 听 模 块 的 设 计 方 案 、 技 术 和 方 法 ［１３］。
ARINC429串行总线在航空测试系统中的接口设计与实现
ARINC429串行总线在航空测试系统中的接口设计与实现陈三;富立;王医民
【期刊名称】《工业控制计算机》
【年(卷),期】2007(20)5
【摘要】介绍了ARINC429串行总线的数字信息传输规范和工作方式.结合EXC-2000型429卡在某型航姿测试系统中的应用,文中给出了相应的硬件接口设计和软件的实现方法.该系统能够实时高速采集航姿系统输出的航向角、横滚角和俯仰角等航姿信息,并计算出相应的均值和方差显示在测试界面上.实验证明,该系统可广泛应用于以ARINC429总线协议输出地高速数据采集领域,具有良好地通用性和可扩展性.
【总页数】2页(P8-9)
【作者】陈三;富立;王医民
【作者单位】北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院,北京,100083;北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院,北京,100083;中国航天科工集团第二研究院,北京,100854
【正文语种】中文
【中图分类】TN91
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5.直升机中ARINC429数据总线测试系统的设计与实现 [J], 吕泓昭;王玲文;王欢;因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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ARINC429总线在航空物探测量系统集成中的应用作者：米耀辉周坚鑫等来源：《现代电子技术》2013年第07期摘要：为了提高航空物探测量系统中数据通信的稳定性，精简系统集成的复杂程度，借鉴ARINC429通信总线技术在航空电子系统中应用，将其应用于航空物探测量系统中。
设计基于TS68C429A和DEI1016的ARINC429的发送和接收电路，从而改进航空物探系统数据传输方式，提高测量数据的收录质量，精简接口设计种类。
关键词： ARINC429；航空物探系统；数据通信； TS68C429A； DEI1016中图分类号： TN925⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2013）07⁃0115⁃040 引言航空物探测量系统需要将专用物探测量设备（如磁力仪）、高度计、定位系统、数据收录仪等各个功能相对独立的测量设备或子系统进行综合集成，将多个所测的参量数据传输到数据收录仪中，集中收录到同一个文件中。
因此各个测量子系统与数据收录仪之间的数据传输方式直接决定收录数据的质量，是系统集成过程中的重点。
ARINC429 数据总线是美国航空无线电公司（ARINC）专为航空电子系统制定的数字总线传输标准，是机载电子设备之间常用的串行通信标准，它为系统互联提供统一平台。
ARINC429总线性能优良，其传输速率高，可靠性好，广泛应用在先进的客机及一些军用飞机航空电子系统的数据传输中，将原来分散的信息和数据进行集中，实现功能独立的子系统的综合[1]。
航空物探测量系统需要将各测量设备所获取的数据集中收录于同一台设备上，因此借鉴ARINC429 数据总线在航空电子系统中的应用，将ARINC429总线应用于航空物探系统集成中能够提高数据传输速率和稳定性，并大幅度减轻机上电缆质量，大大精简线路布局，使集成后的系统更加精简。
1 ARINC429总线ARINC429总线是一种单向广播式数据总线，数据传输采用差分信号，具有很强的抗干扰能力，传输距离较远。
信息为单向传输，总线上只允许有1个发送设备，可以有多个（小于20个）接收设备，接收和发送是相互独立的。
使用一对单向、差分耦合、双绞屏蔽线，以串行方式传输数字信息。
每条线上的信号电压范围为- 5～+5 V，一条线称为A（或+），另一条线称为B（或-）。
信息传送的速率有高速和低速两种方式，高速传输的速率为100 Kb/s，低速传输的速度[2⁃4]为12～14.5 Kb/s。
ARINC429信息传输采用双极性归零制三态码调制方式（BNR码），即由高、零、低状态组成的三电平状态调制信号。
发送器/接收器的输出/输入差动电平范围如图1所示。
ARINC429通信一般采用带有奇校验的32位信息字，主要包括五部分：奇偶校验位（P）、符号/状态位（SSM）、数据区（DATA）、源/目标标识位（SDI）和标志位（LABEL）；它们的发送顺序为：标志位、源/目标标识位、数据区、符号/状态位和奇偶校验位。
其中标志位发送顺序与正常顺序相反，先发送高位再发送低位，ARINC429信息传输电平范围ARINC429信息字格式[位号＼&32＼&31～30＼&29～11＼&10～9＼&8～1＼&功能＼&奇偶位＼&状态位＼&数据位＼&源/目标标识符＼&标识符＼&]2 系统设计2.1 系统整体设计航空物探测量系统数据传输方式采用ARINC429总线，总线电缆采用双绞屏蔽线，并进行屏蔽接地，提高传输过程中的抗干扰能力[5]。
图2为采用ARINC429总线进行集成的总体框图。
航空物探测量系统采用ARINC429实现的是单工通信，结构为多个数据发送端，一个数据接收端（收录仪）。
因此每个测量设备中要集成单通道发送模块，数据收录仪中集成多通道接收模块。
采用ARINC429总线进行集成的总体框图2.2 ARINC429数据的编码ARINC429通信采用32位字长数据格式，因此需要将要发送数据按照ARINC429协议格式进行编码。
发送端根据要发送的参数信息，确定发送数据的标示符、符号/状态位、奇偶校验位和源/目的标识码等，组合成32位数据字进行发送。
接收端通过标示码和SDI对接收数据进行参数类型识别解码，从而对接收数据进行处理记录[6]。
ARINC429的32位信息字中1～8位为标示符。
ARINC429标准规范（ARINC Specificaion）中详细规定了标示码对应的参数及意义[7]，标示码的定义均针对航空电子设备制定的，因此将ARINC429应用到航空物探测量系统中，需针对性地对标示符进行自定义，从而实现对航空物探测量数据信息的识别。
数据字的第9位和第10位为源/目标标示符（SDI），SDI用来识别多系统中的数据源，或者在多数据接收端总线上指明发送数据目标。
ARINC429应用于航空物探系统是个多数据发送端、单个数据接收端的拓扑结构，具有多个数据源，因此对SDI进行针对性编码实现对测量设备（数据源）识别。
2.3 硬件电路设计2.3.1 接收器电路设计数据收录仪作为上位机，要接收多个设备的测量数据，因此设计基于PCI总线的ARINC429多通道接口板，插入数据收录仪中实现ARINC429总线与PCI总线的数据交互，提供ARINC429总线协议的实时通信。
数据收录仪ARINC429总线接口卡硬件总体设计如图3所示，PCI接口芯片采用PCI9052，提供了收录仪访问双口RAM的通道；处理器电路实现访问双口RAM控制，控制429协议芯片组的读写；CPLD实现控制逻辑处理电路，完成系统中所有的逻辑变换功能；429协议芯片组实现429总线及其协议的转换[8⁃9]。
ARINC429总线接收器ARINC429通信设计中接口芯片应用较广的有HARRIS公司的HS3282或Device Engineering 公司的DEI1016。
HS3282和DEI1016的ARINC429接收通道数较少，均为2个接收通道，而航空物探测量系统中ARINC429总线接收器需接收至少5个通道ARINC429总线数据，接口芯片如采用HS3282或DEI1016，需增加接口芯片的数量，并且多个接口芯片需要多个CPU中断请求线和外部逻辑设计，这将增加芯片数量和电路复杂程度，并增加了机载设备的功耗。
ATMEL公司的TS68C429A是款高性能、多通道、低功耗的CMOS型429接口芯片，具有 8个彼此互独立且可同时并行工作的ARINC429接收通道，因此TS68C429A是航空物探系统集成中解决429通信多通道接收的较优选择。
每个通道具有如下功能：（1）一个串/并转换器，将两线制串行RZ码信号转换成两个16位字；（2）一个寄存器用来存储有效的标志；（3）一个控制逻辑来检查接收到的信息是否有效；（4）一个缓冲区来保存最近接收到的信息[2]。
TS68C429A的接口是“1”和“0”两线制RZ码，每个接收通道有两根输入线，分别接收信号的高端（RxiH）和低端（RxiH），该信号与ARINC429双极性信号不能直接兼容。
因此需将ARINC429的3电平双极性归零制信号（高、空、低）转换为RZ码两线制信号（见图4）。
数据接收时可通过运放和二极管搭建电路来实现429双极性归零制信号电平到RZ码两线制信号电平的转换。
而为精简电路板上元器件布局，增建电路的稳定性，各发送通道选择通过附加429总线接收驱动芯片HI⁃8588，将ARINC的3电平状态信号转换为RZ码两线制信号[10]。
ARINC429的3电平状态信号与RZ码两线制信号多款处理器均可对TS68C429A进行控制和数据读写，其中Atmel的TS68K系列微处理器TS68302与TS68C429A的接口完全兼容，处理器与接口芯片之间无需复杂的逻辑芯片，对应的信号线（包括地址线、数据线和控制线）可直接相连，实现完全“无缝连接”，因此处理器选用TS68302，输入的CLK⁃ARINC时钟频率[1⁃2]为1 MHz。
图5为ARINC429发送电路。
收录部分只需实现数据接收功能，因此对TS68C429A的编程操作包括复位后对接收器的初始化操作和接收操作。
TS68C429A的每个接收通道对应一个标识控制矩阵，接收器初始化除进行奇偶校验设置、优先级设置外，要对标识矩阵进行设置，从而在数据接收端可实现针对性选择相应标识数据进行接收。
接收器的初始化操作流程图如图6所示。
ARINC429发送电路TS68C429A初始化流程图数据接收操作可采用中断响应或查询逻辑控制单元的状态寄存器来实现。
TS68C429A具有8个接收通道，8个接收通道共享一个接收中断。
由于航空物探测量数据的收录要保证高精度同步，因此如果只采用中断方式来进行数据接收操作，当多个通道对应的发送端同时发送数据，可能只会接收到一个通道的有效数据，而覆盖丢掉其他通道的数据；如果采用查询方式来进行数据接收操作，则将增加CPU资源开销。
因此为防止接收数据丢失，数据接收采用中断和查询逻辑控制单元兼施方式，即CPU响应接收中断申请，通过查询逻辑控制单元中状态寄存器对应接收通道标志位，读取有效标志位所对应通道所接收的数据[11]。
数据接收操作流程图如图7所示。
数据接收流程图2.3.2 发送器电路设计航空物探系统的各测量设备中需集成与收录仪进行通信的ARINC429发送器，每个测量设备仅需一个发送通道。
测量设备的ARICN429发送模块通过Device Engineering公司的429总线协议芯片DEI1016来实现。
DEI1016芯片具有两个接收通道和一个发送通道，在此仅应用其发送功能。
DEI1016可进行32位或25位字长格式的串行数据发送/接收，为与收录仪中429接收器字长格式一致，设置为32位字长操作。
ARINC429 的数据传输率分为高传输率和低传输率2 种。
各测量设备429发送模块发送数据速度采用高传输率，通过设置控制寄存器对外部输入的1 MHz时钟频率进行10分频，实现100 Kb/s的发送速率。
DEI1016的串行接口DO（A）和DO（B）输出的是TTL电平，RZ码两线制信号，不能与429总线进行直接连接，需通过429总线驱动芯片BD429进行电平转换，将RZ码两线制信号转化为ARINC429的BNZ码信号。
因此发送端是通过DEI1016作为429总线信号的协议芯片与BD429作为429总线信号的驱动芯片组合构成ARINC429的发送通道。
BD429的两个连接电容CA，CB的大小决定发送ARINC429总线信号的频率，由于要实现高速数据发送（100 Kb/s），两个电容[12⁃13]均为75 pF。
DEI1016提供的是16位宽数据总线接口，不同的测量设备采用CPU虽具有差异，但都选用数据总线为16位以上的CPU，以减少读写数据时锁存器的使用。