劉燕龍

摘 要：航空總線技術(shù)作為航空電子綜合化系統(tǒng)中的一項支撐技術(shù)，負(fù)責(zé)飛機各系統(tǒng)間的資源共享與信息交換，正是由于它在航空電子綜合化系統(tǒng)中占據(jù)極其重要的位置，其可靠性和穩(wěn)定性決定了航空電子系統(tǒng)是否能夠正常運作。航電系統(tǒng)中任何部件存在問題都可能導(dǎo)致全系統(tǒng)的性能下降、運作失常，甚至造成重大事故，因此，對于各種軍用飛機或民用飛機來說，航空電子總線測試對其生成與維護起到了重要作用。在此背景下產(chǎn)生了航空總線測試系統(tǒng)。ARINC429總線數(shù)據(jù)分析測試儀正是為了適應(yīng)這些要求設(shè)計而成，本文就ARINC429數(shù)據(jù)分析測試儀的軟件設(shè)計、實現(xiàn)、測試等相關(guān)問題進行探討研究。

關(guān)鍵詞：航空電子綜合系統(tǒng)；數(shù)據(jù)總線；ARINC429；航電網(wǎng)絡(luò)

隨著航空技術(shù)、計算機技術(shù)、電子信息、控制技術(shù)的飛速發(fā)展，飛機系統(tǒng)設(shè)計的重點已不再是過去注重設(shè)計飛機機身的外形，而轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)計飛機內(nèi)部的電子系統(tǒng)。航空電子系統(tǒng)要求各控制模塊間共享信息和并行處理，從而形成綜合控制系統(tǒng)。在飛機各系統(tǒng)上安裝了獨立計算機，滿足子系統(tǒng)實時處理同時，還要進行信息交換，于是出現(xiàn)了以航空總線技術(shù)代表的航空電子綜合系統(tǒng)。在航空總線技術(shù)發(fā)展歷程中，ARINC429是人們研發(fā)出較早的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，由于其簡單實用、設(shè)計維護難度低、設(shè)計成本低、兼容性好等優(yōu)勢，成為目前應(yīng)用較好的航空總線。

一、 國內(nèi)外航空數(shù)據(jù)總線技術(shù)概述

航空電子系統(tǒng)的“神經(jīng)”和“骨架”就是數(shù)據(jù)總線，它在航空電子系統(tǒng)中占據(jù)極其重要的地位，數(shù)據(jù)總線與航空電子技術(shù)是同步發(fā)展的。在航空技術(shù)發(fā)展的20世紀(jì)萌芽時期，同樣要求信息準(zhǔn)確到達指定地點。幾十年發(fā)展以來，無論是數(shù)據(jù)總線的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，還是數(shù)據(jù)總線的性能都發(fā)生了巨大的、深刻的變化，航空電子系統(tǒng)對數(shù)據(jù)總線的性能要求與日俱增。20世紀(jì)50年代前后，一些單功能分散的子系統(tǒng)組成了航空電子系統(tǒng)，模擬計算機只需完成相對簡易的控制功能。六七十年代，聯(lián)合式航空電子系統(tǒng)問世，設(shè)計師著手嘗試?yán)脭?shù)字信號線和數(shù)字計算機代替模擬信號系統(tǒng)。隨著“Data bus（數(shù)據(jù)總線）”概念的出現(xiàn)，作為航空電子系統(tǒng)的支撐技術(shù)，數(shù)據(jù)總線進入了黃金發(fā)展時期。ARINC429這種單項數(shù)據(jù)總線是最初應(yīng)用于航空中的總線。1553數(shù)據(jù)總線是我國較早的相關(guān)科研技術(shù)研究，八十年代初期，作為飛機控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線，1553數(shù)據(jù)開始用于飛機，1773光纖數(shù)據(jù)總線于九十年代進行科研試飛。目前發(fā)展來看，與西方發(fā)達國家相比，我國航空數(shù)據(jù)總線的應(yīng)用水平仍需進一步提高。

二、 ARINC429總線與總線測試技術(shù)

工業(yè)部門在1977年推出ARINC429（數(shù)字是信息傳輸系統(tǒng)）總線標(biāo)準(zhǔn)，它是最早的機載航空電子數(shù)據(jù)傳輸約定的標(biāo)準(zhǔn)之一，又稱為MARK33數(shù)字信息傳輸系統(tǒng)，各類軍用飛機，如C-17，和民用飛機廣泛使用ARINC429總線。ARINC429是一端發(fā)送，另一端接收的單向傳輸方式，一個發(fā)送器最多能夠接收20個接收器。想要實現(xiàn)設(shè)備間的雙向通信則必須通過ARINC429總線。ARINC429定義了文件數(shù)據(jù)、離散數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)三種傳輸協(xié)議。其中，文件數(shù)據(jù)協(xié)議將應(yīng)有于未來的飛機通信尋址報告和空軍航空導(dǎo)航等系統(tǒng)之中。

目前，例如A320、A310、A300-600、B767、B737、B757等一些先進的民航客機上廣泛使用ARINC429總線，民航客機使用ARINC429總線具有技術(shù)簡單、成本較低等一些優(yōu)勢。不同于1553B總線擁有總線控制器，ARINC429總線僅可用于廣播傳輸?shù)膫鞲衅鳎粋€子系統(tǒng)的錯誤并不會影響到另一個子系統(tǒng)。正是由于ARINC429總線具備這些優(yōu)勢，并且目前仍在使用能夠與ARINC429總線相兼容的航空電子設(shè)備，因此ARINC429總線在相當(dāng)一段時間內(nèi)依舊會被用于民用客機。

三、 ARINC429數(shù)據(jù)分析測試儀的軟件設(shè)計、實現(xiàn)與測試

ARINC429數(shù)據(jù)測試分析儀軟件模塊劃分

ARINC429軟件系統(tǒng)分為實時模塊、運行監(jiān)控和資源管理模塊、分析模塊、事后處理模塊以及數(shù)據(jù)庫支持模塊（如圖）。ARINC429軟件系統(tǒng)作為航空電子總線的測試實驗設(shè)備，在總線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量很大，因此要求ARINC429軟件系統(tǒng)具有相當(dāng)高的實時性。作為運行于后臺、全系統(tǒng)的核心模塊，實時模塊能夠采集數(shù)據(jù)、發(fā)送、記錄并完成自動測試，因此要注意通過多種方案以便最大程度的提高ARINC429軟件系統(tǒng)的實時性。ARINC429航空總線可以傳輸離散數(shù)據(jù)、二進制補碼數(shù)據(jù)、AIM數(shù)據(jù)以及維修數(shù)據(jù)。關(guān)鍵是在航空總線測試中如何對這些不同的數(shù)據(jù)進行精準(zhǔn)的定義和區(qū)分，以便這些數(shù)據(jù)在傳輸過程和解析過程中相互不沖突。

ARINC429軟件系統(tǒng)有信息顯示、資源管理以及Log信息三個工作區(qū)。ARINC429軟件系統(tǒng)將采集的全部總線數(shù)據(jù)進行解析處理，然后存放于數(shù)據(jù)庫中，因此可以回放、比較、查找、統(tǒng)一工程試驗數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)庫中抽取所需數(shù)據(jù)即可對其進行分析處理，并導(dǎo)出至Excel之中。（作者單位：中航通飛研究院有限公司）

參考文獻：

[1] 陳三，富立，王醫(yī)民.ARINC429串行總線在航空測試系統(tǒng)中的接口設(shè)計與實現(xiàn)[J].工業(yè)控制計算機.2007（05）

[2] 姬昕禹，馬捷中，翟正軍，白瑞智.基于ARINC429總線接口板卡的驅(qū)動程序設(shè)計與實現(xiàn)[J].計算機工程與設(shè)計.2007（14）

[3] 陳懷平.基于8位單片機的ARINC429航空數(shù)據(jù)總線接口設(shè)計[J].貴州科學(xué). 2007（S1）

[4] 苗劍峰，劉建業(yè)，孫永榮，曾慶化.高性能導(dǎo)航計算機的ARINC429總線通訊研究與實現(xiàn)[J].計算機測量與控制.2007（11）

[5] 王瑞.航空ARINC429總線接口控制芯片HS-3282的原理及應(yīng)用[J].電子元器件應(yīng)用. 2006（06）