來源：國外電子元器件 作者：朱廣法 億珍珍

    1引言

    隨著數(shù)字技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的航空電子設(shè)備采用了數(shù)字化技術(shù)，從而使數(shù)字傳輸成為信息傳輸?shù)闹饕緩�。arinc429是航空電子系統(tǒng)中最常見的通訊總線之一，廣泛用于波音(boeing)系列、歐洲空中客車(airbus)等機(jī)種。目前國內(nèi)機(jī)載電子大多采用專用測試設(shè)備，系統(tǒng)通用性不高，增加了檢測成本。本文介紹的arinc429接口板設(shè)計(jì)靈活、工作可靠、有效地節(jié)約了成本，可以緩解當(dāng)前arinc429設(shè)備檢測難的窘境，有廣闊的應(yīng)用前景。

    2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

    altera公司在2004年發(fā)布了支持cycloneⅱfpga系列的niosⅱ嵌入式微處理器。它是一款通用的risc結(jié)構(gòu)32位cpu，在軟件sopc的基礎(chǔ)上添加niosⅱ軟核和相應(yīng)的外圍接口。對設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合，下載到fpga中就可以設(shè)計(jì)一個(gè)具有特定功能的嵌入式處理器。本設(shè)計(jì)采用altera公司的fpga—ep2c35，引人嵌入式軟核處理器niosⅱ作為系統(tǒng)的主控制器，結(jié)合arinc429專用器件和其他外圍設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)功能。

    arinc429接口板由數(shù)據(jù)收發(fā)、存儲器擴(kuò)展、監(jiān)控、pci總線接口等模塊組成。niosⅱ控制協(xié)議器件hs3282完成發(fā)送數(shù)據(jù)緩存和串并轉(zhuǎn)換(接收時(shí)串行轉(zhuǎn)換為并行，發(fā)送時(shí)并行轉(zhuǎn)換為串行)，hs3182作為3282的驅(qū)動(dòng)器完成差分信號轉(zhuǎn)換及傳輸速率調(diào)節(jié)。pc機(jī)通過pci總線與接口板通信，實(shí)現(xiàn)對發(fā)送、接收數(shù)據(jù)的處理和顯示。niosⅱ自帶的定時(shí)器可以設(shè)置為watchdog。系統(tǒng)上電后啟動(dòng)運(yùn)行，當(dāng)主程序因外界干擾產(chǎn)生跑飛時(shí)對系統(tǒng)進(jìn)行軟件復(fù)位，增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗干擾能力。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

    3 硬件設(shè)計(jì)

    3．1 arinc429總線規(guī)范

    arinc429總線規(guī)范又稱mark33數(shù)字式信息傳輸系統(tǒng)(dits：digital information transfer system)，它是專用于航空電子系統(tǒng)的航空工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)通過一對單向、差分耦合、雙絞屏蔽線傳輸，本質(zhì)屬于串行通訊范疇�？偩�上只允許有一個(gè)發(fā)送器，但最多允許有20個(gè)接收器。數(shù)據(jù)字有25 bits和32 bits兩種，以雙極歸零碼的形式發(fā)送。數(shù)據(jù)脈沖有三種電平，即高電平，邏輯1(6．5 v～13 v)；中電平(-2．5 v～2．5 v)；低電平，邏輯o(-13 v～6．5 v)。中電平為發(fā)送自身時(shí)鐘脈沖。字與字之間以一定間隔(4位)分開，此間隔作為字同步。arinc429的傳輸速率為12．5 kb／s(低速)或者100 kb／s(高速)，傳輸協(xié)議比較簡單，屬于點(diǎn)對點(diǎn)的傳輸協(xié)議。

    3．2 hs3282與hs3182接口電路

    hs3282和hs3182是美國harris公司推出的高性能cmos總線接口電路，能夠滿足arinc429總線的規(guī)范要求及類似的編碼定時(shí)多路串行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。目前，絕大多數(shù)arinc429總線接口電路都由它們來實(shí)現(xiàn)。hs3282是由兩個(gè)接收器和一個(gè)發(fā)送器組成，接收器和發(fā)送器分別獨(dú)立工作。兩個(gè)獨(dú)立的接收器直接與arinc429總線相連，當(dāng)接收到一個(gè)數(shù)據(jù)字后產(chǎn)生相應(yīng)的讀請求信號，等待外部命令對數(shù)據(jù)的讀取。發(fā)送器主要由先進(jìn)先出(fifo)存儲器和定時(shí)電路組成，fifo存儲器可以保存8個(gè)32位數(shù)據(jù)字，定時(shí)電路按照arinc規(guī)范的要求分隔每個(gè)arinc字，并自動(dòng)產(chǎn)生奇偶校驗(yàn)位。外部提供的工作時(shí)鐘一般為1 mhz，通過軟件控制可以使hs3282的接收和發(fā)送模塊工作在不同的速率(100kb／s或者12．5 kb／s)，從而使器件的通用性更強(qiáng)。需要注意的是波特率不同時(shí)，驅(qū)動(dòng)器hs2182的ca、cb端的外接電容也應(yīng)該不同，高速傳輸(100 kb／s)時(shí)，ca、cb端應(yīng)該外接75 pf的電容，低速傳輸(12．5 kb／s)時(shí)，ca、cb端則應(yīng)外接300 pf的電容。hs3282和hs3182的連接示意圖如圖2所示。

    3．3 pci總線接口設(shè)計(jì)

    pci總線是intel公司推出的一種高性能局部總線，其數(shù)據(jù)總線為32位，且可擴(kuò)展成64位，最大數(shù)據(jù)傳輸速率