ARINIC429總線測(cè)試裝置

　　ARINIC429航空總線簡介

　　ARINIC429總線是上個(gè)世紀(jì)80年代商務(wù)飛機(jī)所廣泛使用的一種航空總線。其信息內(nèi)容綜合了200多種航空參數(shù)，主要是為了解決航空設(shè)備中點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)交互。

　　ARINIC429總線數(shù)據(jù)編碼方式可以劃分為二進(jìn)制位數(shù)據(jù)編碼(BNR)和二到十進(jìn)制8421編碼(BCD)，使用32位的雙極性非遞歸“1”“0”組成，其中最高32位為奇偶校驗(yàn)位，每一幀的尾部加上4位靜寂間隔位，碼速率分為100Kbps和12.5Kbps兩種。一般正常情況下接收端電平為+6V。+5V~+13V被認(rèn)為是邏輯“高”;-6.5V~-13V被認(rèn)為是邏輯“低”;-2.5V~+2.5V被認(rèn)為是邏輯“空”，為數(shù)據(jù)無效狀態(tài)。

　　每一幀ARINIC429數(shù)據(jù)都由五個(gè)部分組成，分別為：標(biāo)號(hào)(LABEL)、識(shí)別符(SDI)、數(shù)據(jù)域(DATA)、符號(hào)矩陣狀態(tài)位(SSM)和奇偶校驗(yàn)位(P)。具體意義為：

　　標(biāo)號(hào)(LABEL)： ARINIC429總線數(shù)據(jù)對(duì)每一個(gè)航空參數(shù)都規(guī)定了一成不變的標(biāo)號(hào)，如真空速度標(biāo)號(hào)永遠(yuǎn)是230。

　　識(shí)別符(SDI)：標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)來自什么數(shù)據(jù)源，發(fā)往哪個(gè)目的設(shè)備。

　　數(shù)據(jù)域(DATA)：用于具體說明參數(shù)值，使用BCD或BNR編碼填充。

　　符號(hào)矩陣狀態(tài)位(SSM)：說明數(shù)據(jù)屬性和發(fā)送裝置的工作狀態(tài)。

　　奇偶校驗(yàn)位(P)：ARINIC429數(shù)據(jù)的奇數(shù)校驗(yàn)。

　　硬件設(shè)計(jì)說明

　　如圖1所示為ARINIC429總線接收測(cè)試裝置原理框圖，整個(gè)設(shè)備設(shè)計(jì)了兩路ARINIC429總線收發(fā)通道?？梢酝瑫r(shí)發(fā)送2路ARINIC429信號(hào)，中斷接收4路ARINIC429信號(hào)。

　　圖1 接收測(cè)試裝置原理框圖

　　裝置核心處理器采用了ARM7T內(nèi)核的LPC2210。LPC2210具有開放式外部總線結(jié)構(gòu)和JTAG下載調(diào)試仿真功能，支持ADS1.2開發(fā)環(huán)境仿真下載，這些都極大地方便了用戶對(duì)于實(shí)際產(chǎn)品的開發(fā)。芯片內(nèi)部集成16K的RAM，144引腳LQPF封裝。外圍3.3V供電，核電壓1.8V。外部還集成了I2C、PWM、UART等接口總線。

　　如圖2所示，LPC2210使用了11.0592MHz晶振，經(jīng)過內(nèi)部PLL控制寄存器，倍頻成為60MHz以上的時(shí)鐘主頻。外部存儲(chǔ)總線上配置了一片4Mb的SRAM(IS61VL25616編址Ox80000000- Ox8007ffff)和1片16Mb的FLASH(SST39VF160編址Ox81000000- Ox811fffff)。為了方便調(diào)試，LPC2210的CE0和CE1片選都加了跳針。如圖3所示。調(diào)試時(shí)程序代碼映射到片外SRAM中運(yùn)行，產(chǎn)品定型后，將程序固化到片外的FLASH運(yùn)行。系統(tǒng)的總線寬度BOOT[1：0]由跳線控制。

　　圖2 LPC2210處理器部分原理框圖

　　圖3 外部存儲(chǔ)器件原理圖

　　整個(gè)ARINIC429發(fā)送環(huán)節(jié)由HS3182和HS3282器件組成一個(gè)ARINIC429收發(fā)通道。HS3282是ARINIC429的協(xié)議芯片，HS3182是ARINIC429物理層的驅(qū)動(dòng)芯片，工作時(shí)需要±15V的差動(dòng)電壓。LPC2210通過一片可編程邏輯器件EPM3064ATC100-6對(duì)處理器的數(shù)據(jù)線、地址線進(jìn)行編址，并訪問外部HS3282芯片。由于LPC2210引腳接口電壓為+3.3V，而可編程邏輯器件等其它外圍器件I/O引腳電壓是+5V，因此每一個(gè)引腳串接了一個(gè)470W電阻，進(jìn)行電路保護(hù)。EPM3064ATC100-6具體邏輯設(shè)計(jì)如圖4描述。

　　圖4 HS3282邏輯控制框圖

　　LPC2210片選CE3用作地址的鎖存控制信號(hào)，地址通過鎖存器后開始進(jìn)行邏輯譯碼。分別使HS3282的CWSTR(命令字讀寫)、LD1、LD2(發(fā)送使能)等關(guān)鍵控制信號(hào)有效，完成對(duì)ARINIC429收發(fā)的時(shí)序使能操作。LPC2210數(shù)據(jù)總線直接連接HS3282的數(shù)據(jù)線。此外，EPM3064ATC100-6還將外部一個(gè)4MHz的時(shí)鐘源分頻成為兩路1MHz的時(shí)鐘供HS3282芯片使用。HS3282發(fā)送出TTL電平的信號(hào)驅(qū)動(dòng)HS3182，將信號(hào)電壓抬升至符合ARINIC429總線要求的標(biāo)準(zhǔn)。HS3182工作時(shí)需要+15V、-15V電壓。