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基于PCI总线接口卡的ARINC429总线数据仿真与采集系统

导读: 设计了一种基于工控机和AEC429-PCI-22/S5 PCI板卡的便携式ARINC429总线仿真与采集系统,描述了系统的硬件原理及组成,并分析了软件结构及PCI板卡的初始化、接收及发送的方法。

  ARINC429总线是目前航空电子分各子系统之间最常用的通信总线之一,作为现代航空电子系统的“骨架”,一旦该总线系统或挂接的机载电子设备发生故障时,整个数据传输就会出现异常。为了快速诊断及排查故障点,429总线数据的仿真发送及采集显得尤为重要。本文提出一种基于AEC429-PCI-22/S5总线接口卡的ARINC429总线数据的仿真发送与采集系统,通过与机载电子设备点对点的数据收发,能够快速排查出故障设备,为航空机载电子设备的日常维护和故障诊断提供了一种高效的辅助手段。

  1 ARINC429航空总线简介

  ARINC429是一种广泛应用于民用和军用飞机的串行数据总线结构,是一种单向广播式数据总线,其传输介质为屏蔽双绞线,调制方式采用双极归零制的三态码方式,具有很强的抗干扰能力。数据传输采用广播传输原理,按开环进行传输,传输速率有两种:高速传输率为100kb ps±1%,低速传输率为12~14.5 kbps±1%.ARINC429规范规定,一个数据字有32位。数据字有5种形式:二进制补码(BNR)数据、十进制(BCD)数据、离散数据、维护数据、AIM(即应答、ISO5号字母表和用ISO5号字母表表示的维护数据)数据。它们被分为5段,如图1所示。

 

图1 ARINC429总线数据格式

  2 系统硬件设计

  为了内外场使用方便,系统采用APOLLO 150便携式一体工控机,结合AEC429-PCI-44总线接口卡,按照航空标准HB6096-86的规范要求实现ARINC429总线数据的模拟发送与接收。

  AEC429-PCI-22/S5接口卡是北京神州飞航有限责任公司开发的一款多功能的ARINC429数据输入和输出总线接口卡,其硬件结构如图2所示,板卡采用PCI总线接口,有2个接收通道2个发送通道,提供中断和查询2种接收数据的方式,具有定时发送和非定时发送数据2种方式,数据输入输出通过标准DB62连接器。提供若干个接口函数,在使用时只需将公司提供的配套开发库文件AEC429C5.dll和AEC429C5.lib添加到应用程序目录中,在应用程序中加入头文件AEC429C5_lib.h即可。

 

图2 数据接口卡硬件结构图

  将AEC429-PCI-22/S5接口卡的每个发送通道和接收通道分别作为总线数据仿真系统的的模拟输入及输出端口,也可直接与相应的检测设备相连进行总线数据通讯,按照ARINC429协议采用屏蔽双绞电缆,利用特定的适配器,实现对机载电子设备的指令数据的模拟输入及工作状态数据和故障信息的查询。由于不同的机载电子设备具有不同的通讯协议及硬件接口,故配合系统软件设计,系统还根据不同设备的特点,设计了特定的适配器,以满足多型设备总线数据发送、采集及故障诊断的需要。如图3所示。

 

图3 系统硬件原理图

 

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