一種PCI總線(xiàn)ARINC429通信卡實(shí)現方法

1 引言

　　ARINC429 總線(xiàn)具有設計維護方便,與航空電子系統兼容性好等優(yōu)點(diǎn),其作為一種重要的.已經(jīng)廣泛的應用于民用飛機上,空客公司的A310 飛機和波音公司的747 飛機均采用了ARINC429 總線(xiàn)。國外對此方向的研究比較成熟,Actel 和CONder 等公司均推出了自己的ARINC429 總線(xiàn)產(chǎn)品,其產(chǎn)品大多收發(fā)通道在8路以上。國內實(shí)現ARINC429 協(xié)議大多采用HOLT 公司HS3282 或DEI 公司的DEI1016,采用這類(lèi)實(shí)現方法雖然在一定程度降低了設計難度, 縮短開(kāi)發(fā)周期, 提高了系統可靠性;但在實(shí)現多路收發(fā)時(shí),不僅成本高, 大大增加了PCB 板的面積,而且影響數據的傳輸速率[2]。本文將介紹一種利用FPGA 實(shí)現多路ARINC429 編解碼,并且每路收發(fā)都可以改變波特率和字長(cháng)的方法,在降低成本、減小PCB 板面積、提高系統特性的同時(shí),在一定程度上提高了系統的可移植性和設計的靈活性。

　　2 總體方案

　　ARINC429 總線(xiàn)以串行差分方式傳輸數據,調制方式為雙極歸零制的三態(tài)碼方式,即總線(xiàn)A 和總線(xiàn)B 之間差分電平的“高”、“零”和“低”狀態(tài)傳遞信息。每幀數據可以為32 位或25 位, 幀長(cháng)位32 位時(shí),每幀數據由LABEL、SDI、DATA、SSM、P 五個(gè)部分組成;幀長(cháng)位25 位時(shí),每幀數據僅由LABEL、DATA、P 三個(gè)部分組成。幀與幀以4 比特位的靜默狀態(tài)區分,傳輸的波特率可以為100Kbit/s 或12.5Kbit/s。

　　根據ARINC429 總線(xiàn)的特點(diǎn),采用如下的設計方案實(shí)現8 發(fā)8 收的PCI 總線(xiàn)ARINC429 通信卡:采用HI8444 和HI8585 實(shí)現ARINC429 電平和TTL 電平之間的轉換,HI8444 和HI8585 為HOLT 公司推出的專(zhuān)業(yè)ARINC429 電平轉換芯片,符合ARINC429 協(xié)議并滿(mǎn)足航空上的要求,均只需兩根信號線(xiàn)就可實(shí)現ARINC429設計傳輸,可以節省大量FPGA I/O 口和提高設計的靈活性;利用FPGA 實(shí)現ARINC429 協(xié)議的編解碼、數據的緩沖及通信控制;FPGA 與上位機之間采用PCI9030實(shí)現通信,PCI9030 符合PCI v2.2 規范,數據傳輸速率可達132Mbyte/s,遠大于8 路ARINC429 收發(fā)通道的數據傳輸速率,符合設計要求?？傮w框圖如圖1 所示。

圖1 總體方案框圖