基于HS3282的ARINC429航空通讯总线设计.doc

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1、基于HS3282的ARINC429航空通讯总线设计摘要:本文简要地介绍了航空电子通讯总线ARINC429接口的硬件设计和软件算法。系统设计中具有典型性和实用性。　　关键词:航空电子；差分输出；航空429总线；环形队列　　功能相对独立的航空电子系统逐步走向综合，例如将雷达、惯导、GPS和机载计算机联合，组成新型航空图导航系统，各子系统之间的数据通讯变得尤为重要。航空电子系统之间最常的通讯总线是ARINC429和1553B。其中ARINC429广泛使用在波音(Boeing)系列飞机、欧洲空中客车(Airbus)等机

2、种。我国的惯导系统也以ARINC429为主要通讯总线。一.   ARINC429总线简介　　ARINC429规范，又称Mark33数字信息传输系统(DITS---DigitalInformationTransferSystem)，是专为航空电子系统通讯而规定的航空工业标准，解决了原来419规范的许多矛盾和冲突。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。根据规范，数字信息通过一对单向、差分耦合、双绞屏蔽线传输，本质属于串行通讯范畴。数据以32-Bit字(Word)格式传送。每个字包含1-Bi

3、t校验位，8-Bit标号。标号(Label)定义了飞行数据的功能，即保持被传输数据的所属类型，例如属于精度数据、纬度数据等。其余的数据位或以数字（二进制或BCD编码），或以字母编码，根据Label而区分成不同的域。为了使通讯完全标准化和防止冲突，所有的飞行功能都已经赋予了特定的标号和数据格式。　　ARINC429数据发送时经过二级差分驱动，如图1波形所示。前级V+、V-是TTL电平，即逻辑1为5V，逻辑0为0V的正逻辑。经过驱动的第二级输出V+、V-电平和参考电压VRef有关。而差分运算结果是参考电压的2倍。图

4、1表示ARINC429逻辑“1”、“Null”空数据和逻辑“0”在差分双绞线上电平定义。在连续传送数据时，每个32-Bit字之间至少插入4个空(Null)状态进行隔离，亦即字间隙。字内格式定义如表1所示。注意，其位号从1开始，不是通常的从0开始的习惯。       表1  ARINC429 32-Bit字格式定义ARINCBIT#(数据位)Function (功能)备注 1---8Label 标号域9---10SDIorData数据源(Source)、目的(Destination)或数据的一部分 11LSB  

5、12-27Data  28MSB  29Sign数据的最低有效位 30,31SSM数据 32ParityStatus数据的最高有效位 二.   HS3282芯片和ARINC429收发设计　　目前ARINC429收发器以HARRIS公司的HS3282和HS3182最为著名，分别和DeviceEngineering公司的DEI1016及BD429完全兼容。HS3282是高性能的CMOS型429接口，亦能满足类似的时分多路串行数据通讯。图2是其结构框图,整个芯片只需单5V工作电源。它具有2路接收、一路发送。接收器和发

6、送器相互独立，同时工作。双通道接收器之间也是独立的并行接收，可以直接连接到ARINC429总线，而不需电平转换。数据字长可以是标准的32-Bit或25-Bit，接收数据时进行校验，而发送数据时产生校验。内部定时器可自动调整字间隙(WordGap)。其发送缓冲是一个8ⅹ32Bit的FIFO。　　HS3282和CPU接口比较简单，发送时经常和HS3182配合。HS3182是满足ARINC429规范的、双极数据输入的线驱动器。这里不再详细介绍这两个芯片的管脚分配，如需要可以参考图3。　　图3是ARINC429总线收发

7、的经典电路。复位是低电平有效，外部工作时钟为1MHz。具有二路接收，即第一路接收(Rx429A+,Rx429A-)和第二路接收(Rx429B+,Rx429B-)，具有一路发送，即(Tx429+,Tx429-)。发送时，HS3282为前级输出，HS3182为正式差分输出。C2、C3为68pF的电容，这两个电容至关重要，最好采用高精度军品电容。一般作为CPU外围I/O设备的接口芯片，都有片选、读、写信号和选择片内寄存器的若干地址线。但HS3282有点特殊，每一个寄存器操作信号都需要对CPU信号进行译码产生。图4是对

8、HS3282控制逻辑示意图。选择CPU时最好直接选择外部数据总线为16-Bit以上的，如MC80186、F240等。如果非要用8-Bit的CPU，则需要2个8-Bit的锁存器，一次将16-Bit先读写到锁存器中，然后分别对2个锁存器读写，硬件和软件都比较麻烦。控制逻辑以CPU提供的I/O操作信号/IS和读写信号/RD、/WR以及地址A2A1为输入，为HS3282产生操作信号，诸如读第一