蔡道黌

（中國商飛民用飛機試飛中心，上海 200232）

隨著我國航空事業(yè)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的信息處理方式已很難滿足航空電子通信系統(tǒng)的需求，通過在航空電子通信系統(tǒng)中引入DSP數(shù)字信號處理器，其具備的強大的信息接收集處理能力有效解決了傳統(tǒng)信息處理的弊端，有效提升了系統(tǒng)信號接收傳遞的可靠性與穩(wěn)定性，對于推動了我國航空事業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 DSP數(shù)字信號處理器概述

DSP數(shù)字信號處理器又被稱為微處理器，主要功能即是對信號進行相應處理，滿足人類生產(chǎn)發(fā)展需求。簡單來說，DSP數(shù)字信號處理器主要通過數(shù)值計算的方式實現(xiàn)對信號處理加工，其作為計算機所特有的一種芯片，可以對信號進行實時處理，具有體積小、消耗功率低、運算速度快等優(yōu)點，在眾多領域的通信系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。航空電子通信系統(tǒng)在整體設計方面對于信息處理的安全性、穩(wěn)定性、效率性要求較高，基于DSP數(shù)字信號處理器特點，其在航空領域中的應用優(yōu)勢逐漸凸顯，通過在航空電子通信系統(tǒng)設計中應用DSP數(shù)字信息處理技術，對于我國航空電子通信發(fā)展具有重要的意義。

2 航空總線通信系統(tǒng)存在問題

信息傳輸問題。當下對于航空電子通信系統(tǒng)的通信接口部分來說，很多都是采用單片機作為其控制器，但由于單片機在運行過程中指令周期比較長，從而導致飛機在航行過程中信息傳輸速度受到一定限制，難以滿足實際的信息傳輸需求。

信息數(shù)據(jù)格式兼容問題。當下航空電子通信系統(tǒng)設計多是針對一些特定的總線，并且由于系統(tǒng)接口由不同廠家生產(chǎn)，因此具有數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一兼容性差等問題，從而對不同總線之間的信息交流造成不利影響。

數(shù)據(jù)傳輸碼率問題。由于現(xiàn)代飛機航行距離較遠，高空飛行遇到的不可控因素較多，因此對于飛機電子通信系統(tǒng)要求較高，需要信息的傳輸、處理、分發(fā)具有極高的穩(wěn)定可靠性，然而當下飛機電子通信系統(tǒng)普遍存在的一個問題是信息錯誤碼率較高，致使信息傳輸穩(wěn)定性及準確性造成嚴重影響。

基于上述種種問題，可以在航空電子通信系統(tǒng)中引入DSP芯片技術，在DSP自身性能優(yōu)勢的影響下，通過設計基于DSP的航空電子通信系統(tǒng)，可以使得上述問題得到有效的解決。

3 基于DSP的航空電子通信系統(tǒng)的軟硬件設計

3.1 硬件設計

控制模塊設計。控制模塊作為航空電子通信系統(tǒng)的核心，主要由DSP芯片與周圍功能單元體組成。在選擇DSP芯片時，一般會選擇TMS320系列的TMS320LF2407A芯片，該芯片能耗低，性能較高，能夠與航空電子通信系統(tǒng)相適應，實現(xiàn)控制機載總線數(shù)據(jù)通信、存儲、處理功能。

上位機與下位機通信模塊設計。在設計上位機與下位機通信模塊時，主要通過對RAM技術加以利用，保證雙CPU之間順利實現(xiàn)通信。通常情況下，一個通信系統(tǒng)只有一個CPU，而基于航空通信系統(tǒng)特殊性，其需要實現(xiàn)天與地面之間的信號溝通傳遞功能，因此采用雙CPU運行控制模式，結(jié)合相應技術，使得CPU之間可實現(xiàn)信息傳遞與共享，從而提升其訪問便捷性，促進信息提取準確性提升。

ARINC429總通信模塊設計。該模塊作為航空電子通信系統(tǒng)重要的硬件組成部分，主要功能是保證系統(tǒng)各個部分能夠?qū)崿F(xiàn)信息準確傳輸。對于ARINC429總通信模塊來說，其一般由兩部分組成，一部分是信息接收器，另一部分是信息發(fā)送器。其中信息接收器負責采集、過濾信息，信息發(fā)送器負責傳遞信息，兩者各司其職，確保信息傳遞更加高效便捷。具體來說，即是由信息接收器接受數(shù)據(jù)串，并經(jīng)過轉(zhuǎn)化、過濾，實現(xiàn)信息發(fā)送的并串轉(zhuǎn)換，為信息發(fā)送提供了有力的保證。

LON WORKS數(shù)據(jù)通信模塊設計。針對該模塊設計首先需要做好主控制器選擇，一般會選擇FT3150智能手法器作為控制器，主要功能是實現(xiàn)模塊數(shù)據(jù)的同步采集，并有效實現(xiàn)模塊數(shù)據(jù)的傳遞，使得DSP芯片作用得以有效發(fā)揮。與此同時，通過延伸PC記得串行接口，從而使得該模塊所采集的數(shù)據(jù)直接上傳上位機，有效避免傳統(tǒng)信息傳遞出現(xiàn)的不準確、丟失問題，極大提升了信息傳遞的穩(wěn)定性。

3.2 軟件設計

軟件設計一般在硬件設計基礎上進行，通過做好軟件設計工作，可以有效保證航空電子通信系統(tǒng)具備良好的穩(wěn)定性、實效性及可維護性。具體來說，需要DSP數(shù)字信號處理器在航空電子通信系統(tǒng)中在較短的時間內(nèi)完成信息處理工作。例如在完成相應信息接收之后，快速處理信息，并進行邏輯判斷，最終實現(xiàn)對應控制信號的輸出。這整個過程應在極短的時間內(nèi)完成，才能夠保證系統(tǒng)信息處理的實效性加以凸顯。

在可靠性方面，主要針對系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題而言，當基于DSP下的航空通信系統(tǒng)設計面臨故障問題時，能夠及時作出響應，并結(jié)合實際采取一些列自動化策略，最大限度的降低故障對系統(tǒng)運行帶來的影響。最后在可維護性方面，由于航空通信系統(tǒng)涉及到的設備精密性較高，在設計過程中需要相應軟件除了能夠完全貼合相應設備需求，還能夠?qū)ο鄳O備進行調(diào)試與修改，從而在相應軟件的支持下在不影響整體系統(tǒng)設備運行的前提下實現(xiàn)相關設備的維護。

4 基于DSP的航空電子通信系統(tǒng)調(diào)試

任何精密的系統(tǒng)設計都會存在瑕疵，而調(diào)試的目的即是在系統(tǒng)運行中及時將問題查找出來加以解決，避免在后續(xù)運行中釀成更大的損失，有效保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。由于航空電子通信系統(tǒng)本身較為復雜，在融入DSP數(shù)字信號處理器后，更加劇了這一復雜性，同時系統(tǒng)調(diào)試帶來了巨大的挑戰(zhàn)?；贒SP的航空電子通信系統(tǒng)調(diào)試一般包含多個方面，例如需要檢測電路板裸板、檢查電源輸出、檢查DSP工作狀態(tài)、測試RAM讀寫等，只有保證上述內(nèi)容調(diào)試得到有效落實，才能夠確保系統(tǒng)能夠平穩(wěn)、安全的運行。除此之外，基于DSP的航空電子通信系統(tǒng)調(diào)試不僅包含內(nèi)容調(diào)試，同時也涉及到一定的系統(tǒng)維護。一旦在調(diào)試中發(fā)現(xiàn)問題，需要及時進行維護調(diào)整。系統(tǒng)調(diào)試既可以是整個系統(tǒng)，也可以是系統(tǒng)的一部分，因此在進行系統(tǒng)調(diào)試方案設計時，應保證方案設計具有良好的針對性。

5 結(jié)束語

通過在航空電子通信系統(tǒng)中應用DSP數(shù)字信號處理器，基于DSP數(shù)字信號處理器自身優(yōu)勢，可以有效提升航空電子通信系統(tǒng)的信息處理能力。在實際進行基于DSP的航空電子通信系統(tǒng)設計研究時，應充分結(jié)合DSP自身優(yōu)勢及特點，保證設計的科學合理性，以促使航空電子通信系統(tǒng)運行更加高效平穩(wěn)。