基于PCI總線接口卡的ARINC429總線數(shù)據(jù)仿真與采集系統(tǒng)

摘要：設計了一種基于工控機和AEC429-PCI-22／S5 PCI板卡的便攜式ARINC429總線仿真與采集系統(tǒng)，描述了系統(tǒng)的硬件原理及組成，并分析了軟件結構及PCI板卡的初始化、接收及發(fā)送的方法。經測試，該系統(tǒng)實時性好，可靠性高，可滿足機載電子設備檢測及維護的需要。

關鍵詞：ARINC429總線；AEC429-PCI-22／S5；機載電子設備；工控機

ARINC429總線是目前航空電子分各子系統(tǒng)之間最常用的通信總線之一，作為現(xiàn)代航空電子系統(tǒng)的“骨架”，一旦該總線系統(tǒng)或掛接的機載電子設備發(fā)生故障時，整個數(shù)據(jù)傳輸就會出現(xiàn)異常。為了快速診斷及排查故障點，429總線數(shù)據(jù)的仿真發(fā)送及采集顯得尤為重要。本文提出一種基于AEC429-PCI-22／S5總線接口卡的ARINC429總線數(shù)據(jù)的仿真發(fā)送與采集系統(tǒng)，通過與機載電子設備點對點的數(shù)據(jù)收發(fā)，能夠快速排查出故障設備，為航空機載電子設備的日常維護和故障診斷提供了一種高效的輔助手段。

1 ARINC429航空總線簡介

ARINC429是一種廣泛應用于民用和軍用飛機的串行數(shù)據(jù)總線結構，是一種單向廣播式數(shù)據(jù)總線，其傳輸介質為屏蔽雙絞線，調制方式采用雙極歸零制的三態(tài)碼方式，具有很強的抗干擾能力。數(shù)據(jù)傳輸采用廣播傳輸原理，按開環(huán)進行傳輸，傳輸速率有兩種：高速傳輸率為100kb ps±1％，低速傳輸率為12～14．5 kbps±1％。ARINC429規(guī)范規(guī)定，一個數(shù)據(jù)字有32位。數(shù)據(jù)字有5種形式：二進制補碼(BNR)數(shù)據(jù)、十進制(BCD)數(shù)據(jù)、離散數(shù)據(jù)、維護數(shù)據(jù)、AIM(即應答、ISO5號字母表和用ISO5號字母表表示的維護數(shù)據(jù))數(shù)據(jù)。它們被分為5段，如圖1所示。

2 系統(tǒng)硬件設計

為了內外場使用方便，系統(tǒng)采用APOLLO 150便攜式一體工控機，結合AEC429-PCI-44總線接口卡，按照航空標準HB6096-86的規(guī)范要求實現(xiàn)ARINC429總線數(shù)據(jù)的模擬發(fā)送與接收。

AEC429-PCI-22／S5接口卡是北京神州飛航有限責任公司開發(fā)的一款多功能的ARINC429數(shù)據(jù)輸入和輸出總線接口卡，其硬件結構如圖2所示，板卡采用PCI總線接口，有2個接收通道2個發(fā)送通道，提供中斷和查詢2種接收數(shù)據(jù)的方式，具有定時發(fā)送和非定時發(fā)送數(shù)據(jù)2種方式，數(shù)據(jù)輸入輸出通過標準DB62連接器。提供若干個接口函數(shù)，在使用時只需將公司提供的配套開發(fā)庫文件AEC429C5．dll和AEC429C5．lib添加到應用程序目錄中，在應用程序中加入頭文件AEC429C5_lib．h即可。

將AEC429-PCI-22／S5接口卡的每個發(fā)送通道和接收通道分別作為總線數(shù)據(jù)仿真系統(tǒng)的的模擬輸入及輸出端口，也可直接與相應的檢測設備相連進行總線數(shù)據(jù)通訊，按照ARINC429協(xié)議采用屏蔽雙絞電纜，利用特定的適配器，實現(xiàn)對機載電子設備的指令數(shù)據(jù)的模擬輸入及工作狀態(tài)數(shù)據(jù)和故障信息的查詢。由于不同的機載電子設備具有不同的通訊協(xié)議及硬件接口，故配合系統(tǒng)軟件設計，系統(tǒng)還根據(jù)不同設備的特點，設計了特定的適配器，以滿足多型設備總線數(shù)據(jù)發(fā)送、采集及故障診斷的需要。如圖3所示。