《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁 > 通信與網(wǎng)絡(luò) > 業(yè)界動態(tài) > 基于DSP的ARINC429通信板的研制

基于DSP的ARINC429通信板的研制

2008-12-12
作者:王六順 劉文波 黨萬勝 卞巨偉

  摘 要: 數(shù)字信號處理器(DSP)在很多領(lǐng)域都已獲得廣泛的應(yīng)用,ARINC 429數(shù)字信息傳輸規(guī)范是航空電子設(shè)備" title="航空電子設(shè)備">航空電子設(shè)備通信標準。介紹了用DSP芯片TMS320F206和高性能的數(shù)據(jù)通信芯片HS-3282開發(fā)ARINC 429通信板的一種方法。
  關(guān)鍵詞: 數(shù)字信號處理器(DSP) ARINC429數(shù)字傳輸規(guī)范


  在現(xiàn)代民用飛機上,系統(tǒng)與系統(tǒng)之間,系統(tǒng)與部件之間需要傳輸大量信息,隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展和微型電子計算機的出現(xiàn),越來越多的航空電子設(shè)備已采用數(shù)字化技術(shù)。ARINC規(guī)范是為了在航空電子設(shè)備之間傳輸數(shù)字數(shù)據(jù)信息" title="數(shù)據(jù)信息">數(shù)據(jù)信息而制定的一個航空運輸?shù)墓I(yè)標準。早期用單片機開發(fā)的ARINC 429通訊板,不僅不能保證相鄰8個字之間的4位間隔,而且硬件電路比較復雜。現(xiàn)在雖有集成ARINC 429通信板商品化產(chǎn)品,但價格高達近5萬元。利用價格較低的DSP芯片TMS320CF206和HS-3282制成的ARINC 429通訊板很好地解決了這個問題。
1 ARINC 429 數(shù)字數(shù)據(jù)信息傳輸規(guī)范
  數(shù)據(jù)信息傳輸規(guī)范闡述了通過一對雙絞屏蔽線(數(shù)字數(shù)據(jù)總線)從一個端口向系統(tǒng)和設(shè)備以串行方式傳輸數(shù)字數(shù)據(jù)信息的方法。ARINC 429系統(tǒng)規(guī)定,一個數(shù)據(jù)字有32位,它們被分為5段,即:
  ①標志碼(label),第1~8位,用于標識傳輸?shù)膮?shù);
 ?、谠?目的識別碼(SDI),第9~10位。當需要將一些專用字傳輸?shù)揭粋€多系統(tǒng)" title="多系統(tǒng)">多系統(tǒng)的特定系統(tǒng)時,就可以用SDI來識別字的目的地。SDI也可以根據(jù)字內(nèi)容來判明一個多系統(tǒng)的源系統(tǒng);
  ③數(shù)據(jù)區(qū)(data),第11~29位。將數(shù)據(jù)進行編碼,以便于傳輸;
 ?、芊枲顟B(tài)位(SSM),第29~31位,用于標識數(shù)據(jù)字的特性,如方向、符號等。SSM也可表明數(shù)據(jù)發(fā)生器硬件的狀態(tài),是無效數(shù)據(jù)還是試驗數(shù)據(jù);
 ?、萜媾夹r炍?parity),第32位。ARINC 429數(shù)字信息系統(tǒng)奇偶校驗位邏輯提供的是奇校驗。
  32位的數(shù)據(jù)字以脈沖形式發(fā)送,采用了雙極回零調(diào)制,發(fā)送出去的脈沖有三個電平,即高電平(+10V)、中電平(0V)、低電平(-10V)。高電平為邏輯1,低電平為邏輯0,中電平為發(fā)送自身時鐘脈沖,如圖1所示。字與字之間以一定間隔(4位)分開,此間隔作為字同步。


2 HS-3282介紹
  HS-3282是美國HARRIS公司推出的高性能數(shù)據(jù)通信芯片,它支持ARINC 429通訊規(guī)范和其他串行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,外接驅(qū)動芯片HS-3182便可以產(chǎn)生ARINC 429電平,其引腳排列如圖2所示,主要引腳功能如表1所示。

        


  該芯片具有以下特點:①數(shù)據(jù)字的長度為25位或32位,其中32位字符合ARINC 429規(guī)范,數(shù)據(jù)傳輸速率為0~100kbps;②具有2個獨立的接收部件和1個發(fā)送部件,可同時進行接收和發(fā)送,且接收部件和發(fā)送部件相互獨立;③兩個接收部件相互獨立,它們的工作速度10倍于接收數(shù)據(jù)的速率,可直接同ARINC總線相連;④能自動實現(xiàn)發(fā)送數(shù)據(jù)的并/串轉(zhuǎn)換和產(chǎn)生奇偶校驗位;⑤能自動實現(xiàn)接收的數(shù)據(jù)串/并轉(zhuǎn)換和奇偶校驗;⑥能自動產(chǎn)生字與字之間的4位間隔;⑦具有和外部CPU聯(lián)系的接口,可通過命令字設(shè)置芯片的各種工作方式;⑧單電源+5V,DC供電,采用CMOS工藝,功耗低,工作溫度范圍符合軍用標準,采用40腳DIP封裝。
3 ARINC 429通信板的系統(tǒng)設(shè)計
3.1 硬件設(shè)計

  由于TMS320F206具有以下特點:數(shù)據(jù)總線和地址總線" title="地址總線">地址總線是分開且都是16位的;片內(nèi)有32K的閃速存儲器(電可擦除)、544個字的雙訪問RAM(DARAM)。所以可把32K的閃速存儲器配置成程序存儲器" title="程序存儲器">程序存儲器,把544個字的DARAM配置成數(shù)據(jù)存儲器,這樣就不需外接程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器,使硬件電路簡單。下面給出設(shè)計的電路原理框圖,如圖3所示。


  為了將數(shù)據(jù)可靠地寫入HS-3282,采用了如下方法:先將數(shù)據(jù)鎖存,而后再產(chǎn)生控制信號。這些控制信號由F206的低8位數(shù)據(jù)總線D0~D7經(jīng)74LS373提供,用F206的地址總線中A13、A14和A15作為3-8譯碼器的輸入,把它的輸出作為74LS373和74LS244的片選信號,映射到各自地址空間。該電路中利用PC機的串口和F206的異步串行口進行通信。當要求改變發(fā)送數(shù)據(jù)時,由PC機通過串行口提供給F206。HS-3282 具有一發(fā)兩收的功能,本電路所實現(xiàn)的是其一發(fā)一收的功能。
3.2 軟件設(shè)計
  由于HS-3282的數(shù)據(jù)線為16位,因此一個數(shù)據(jù)字(32位)要分兩個字(16位)才能寫入,它們同ARINC 429數(shù)據(jù)字之間的對應(yīng)關(guān)系如表2。


  在對HS-3282進行操作時,有嚴格的時序要求,當為低電平時,HS-3282片內(nèi)的FIFO存儲器、位計數(shù)器、間隔定時器以及其它標志位均被復位,但控制字不變。當由低變高時,向HS-3282寫入控制字。由于HS-3282的數(shù)據(jù)線為16位,因此一個數(shù)據(jù)字(32位)要分兩個字(16位)才能寫入。在向FIFO寫操作過程中,當由低電平跳變到高電平時,低16位數(shù)據(jù)寫入FIFO的輸入寄存器的低16位;當由低電平跳變到高電平時,高16位數(shù)據(jù)寫入FIFO的輸入寄存器的高16位。同時將輸入寄存器的內(nèi)容寫入FIFO單元,且必需先于,按此方式進行8次操作便可以將FIFO寫滿。若再寫第9個數(shù)據(jù),則第一個數(shù)據(jù)字將會丟失。當?shù)谝粋€數(shù)據(jù)字寫入后,TX/R由高變低。FIFO寫滿后,通過啟動發(fā)送使能信號ENTX,HS-3282便可以將8個數(shù)據(jù)字串行發(fā)送,并自動在相鄰兩個字之間插入4位間隔。當FIFO為空時,TX/R將由低變高,此時應(yīng)當禁止發(fā)送使能信號,以便向FIFO重新寫入數(shù)據(jù)。需要注意的是當HS-3282處于發(fā)送狀態(tài)時,不能向FIFO寫入數(shù)據(jù)。當為低時,執(zhí)行讀取HS-3282接收到的數(shù)據(jù)操作,首先把SEL置0,然后把置0,接收第一個字。在此之后,把SEL和置1,再把置0時,讀取第二個字。程序流程圖如圖4所示。


  ARINC 429通信板是現(xiàn)代航空電子設(shè)備用于通信的一個重要組成部分,用TMS320F206開發(fā)的ARINC 429通信板不僅價格便宜,而且完全能滿足要求。用本文介紹的方法研制的ARINC 429通信板現(xiàn)已成功地應(yīng)用于我國某型飛機的光電雷達測試系統(tǒng)中。
參考文獻
1 TMS320C2XX C Source Debugger User's Guide.America.TEXAS INSTRUMENTS
2 TMS320C2XX User's Guide. America. TEXAS INST-RUMENTS
3 TMS320C1X/C2X/C2XX/C5X Assembly Language Tools. America. TEXAS INSTRUMENTS
4 彭啟琮、李玉柏. DSP技術(shù).成都: 電子科技大學出版社
5 卞巨偉.DSP技術(shù)應(yīng)用研究.南京:碩士論文

本站內(nèi)容除特別聲明的原創(chuàng)文章之外,轉(zhuǎn)載內(nèi)容只為傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)站贊同其觀點。轉(zhuǎn)載的所有的文章、圖片、音/視頻文件等資料的版權(quán)歸版權(quán)所有權(quán)人所有。本站采用的非本站原創(chuàng)文章及圖片等內(nèi)容無法一一聯(lián)系確認版權(quán)者。如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題,請及時通過電子郵件或電話通知我們,以便迅速采取適當措施,避免給雙方造成不必要的經(jīng)濟損失。聯(lián)系電話:010-82306118;郵箱:aet@chinaaet.com。