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在今世军、夷易近用飞机和导弹上,系统间必要传输大年夜量信息,跟着数字技巧的成长和微型电子谋略机的呈现,越来越多的航空电子设备已经采纳航空数据总线进行通讯。此中ARINC429作为一种数字信息传输系统已成为航空电子系统通讯规定的航空工业标准。今朝,ARINC429总线广泛利用与军事科技领域。从战争机到直升机以致利用于导弹系统中。现有产品中,对ARINC429电路形式各具特征,接口上有基于PCI、ISA、PC/104和VXI,板载处置惩罚器有的为MCS-51、Intel80196、Intel803澳门威利斯人官方网站v15586、FPGA等,功能繁多,应用繁杂,也势必造成了数据通讯板卡价格昂贵。采纳FPGA现场可编程门阵列的设计虽然能够简化硬件设计,但开起事度大年夜、周期长。本文综合各个规划特征提出了一种周期短、低资源、具有很高实用代价的基于PCI接口和DSP为主控CPU的ARINC429数据接口实施规划,并简要先容了软硬件实现。

1、 ARINC429总线简介

ARINC429是一种单向式广播式数字总线,传输的介质由双绞线组成,本色属于串行通讯范畴。系统规定,在一对传输线上,不容许双向传输数据信息,调制要领采纳双极归零制(BPRZ)三态码要领,数据发送时颠末二级差分驱动,如图1所示,前级V+、V-是TTL电平,ARINC429正常传输电压在101 V范围内,并有正负电压之分,旌旗灯号电平范围可以表征3个状态,逻辑“1”电平电压7.25:11V(A B之间),逻辑“0”电平电压-7.25:-11 V(AB之间),空状态电平电压-0.5:0.5V(AB之间),在继续传送数据时,每32位字之间至少插入个空状态进行隔离,总线数据传输顺序为1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13…32。

2、 总体规划澳门威利斯人官方网站v155设计

ARINC429总线接口卡主要功能是在ARINC429总线与PCI总线之间起到桥梁感化,实现429总线数据信息的接管和发送。本文总体设计思惟是:选用TI公司的TMS320LF2407作为主控CPU;以ARINC429专用芯片DEI1016和BD429为核心设计了ARINC429总线通讯模块来完成数据的收发义务;CPU与谋略机数据互换采纳PCI总线,为了缩短开拓光阴与难度,选用PCI专用接口芯片PCI9052来实现。

2.1 CPU模块的选择

TMS320LF2407是TI公司推出的资源低,高机能的面向节制的16位定点DSP,其片内32K Flash,2k字SRAM,544字的DARAM可省去片外澳门威利斯人官方网站v155固化存储器,简化接口电路设计,TMS320L22407具有40个可零丁编程或复用通用IO口,可部分实现429收发芯片的节制事情。

2.2 429总线接口电路

今朝ARINC429收发器以Device Engineering公司的DEI1016和BD429以及HARRIS公司的HS3282和HS3281利用最为广泛,2种芯片逻辑上完全兼容,DEI1016是高机能COMS型429接口,能够满意类似的时分多路串行数据通讯,全部芯片只需单5 V事情电源,它具有2路接管一起发送,接管器和发送器互相自力,同时事情,BD429是满意ARINC429规范的,双极数据输入的线驱动器。图2为ARINC429总线收发的经典电路,发送时DEI1016为前极输出,BD429为正式差分输出。

2.3 数据缓冲器

DSP与澳门威利斯人官方网站v155PCI桥接芯片实实际时数据传输,本设计选择双口RAM的通讯要领,双口RAM具有2套完全自力的数据、地址和节制总线,内部含有总线仲裁电路,可以实现PCI总线与DSP之间高速的数据缓冲和互换。

2.4 系统的总体设计

ARINC429接口卡硬件总体设计如图3所示,因为PCI9052是PCI总线专用桥接芯片,以是在PCI侧的硬件连接上只必要将PCI9052芯片上和PCI总线有关的地址、数据、节制和状态旌旗灯号线直接挂接到谋略机PCI总线上即可。对付DSP,双口RAM作为LF2407片外数据存储器,必要将其映射到片外数据空间地址为8000h~FFFFh处,如图4所示,只有当有效和A15为高电日常平凡选中双端口RAM芯片,此时DSP占领的片外数据空间地址为8000h~FFFFh;在PCI9052一侧,因为IDT7027数据总线为16位,以是在设置设置设备摆设摆设EEPROM时把PCI9052局部总线设置设置设备摆设摆设成16位宽的数据总线,PCI总线按字节(8bit)寻址,局部总线以字(16bit)寻址,以是双口RAM地址线AL[14:1]由P澳门威利斯人官方网站v155CI9052局部端地址总线LA[15:2]供给,AID由LBE1零丁供给。这样完成了数据存储空间与地址的逐一对应,系统译码,电平转换采纳CPLD来实现。

3 、软件设计

3.1 PCI设备驱动法度榜样

本ARINC429接口卡为一个PCI设备,必须在Windows下自行开拓该PCI设备的驱动法度榜样,驱动法度榜样用WinDriver来编写,它以通用设备驱动法度榜样Windrvr.vxd和Windrvr.sys为核心,包孕一个WinDriver Wizard代码天生器,一个WinDriver发行包,该软件针对PLX和AMCC的专用接口芯片分外编写了API函数包,这些函数可以方便的实现中断处置惩罚,DMA传输,I/O操作、内存映射以及即插即用等功能,为系统法度榜样的开拓供给了便利,低落了难度。

3.2 DSP节制法度榜样

上位机法度榜样经由过程PCI总线将待发送的数据块写入到双口RAM中并看护DSP读守信息,因为PCI侧与DSP侧的RAM地址逐一对应,这样DSP只需在响应的内存地址读取响应的信息,完成对DSP的初始化,DEI1016的设置设置设备摆设摆设及其429数据的发送和接管。DEI1016初始化时可以设置设置设备摆设摆设字长为32 Bit或25 Bit,发送和接管的速度可以设置为事情时钟的十分之一或八十分之一,当DEI1016接管到完备429数据后向DSP申请中断,相应的双口RAM中与PCI见图5。

4 、停止语

由全部设计规划看出,主要的功能芯片都是选用专用的芯片来完成,用DSP实现429总线和PCI总线之间的数据通讯,省去了EPROM、RA M,存器等外围电路,使设计简单、有效、又能包管靠得住性,合理应用CPLD又增强了板卡的集成度。该接口卡经由过程与某型导弹产品试验室联试证实其设计上能够满意ARINC429数据传输要求,通讯协议帧数、发送周期等经由过程DSP机动定制,低落了利用法度榜样开拓繁杂度,数据传输快,靠得住性高。

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