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1、ARINC429通信技术1 一 .什么是ARINC429总线 三 . ARINC总线通信控制 二 . ARINC总线的特点2一.什么是ARINC429总线 ARINC429总线协议是美国航空电子工程委员会(Airlines Engineering Committee)于1977年7月提出的，并于同年发表并获得批准使用，它的全称是数字式信息传输系统(Digital Information Transmission System ) 。协议标准规定了航空电子设备及有关系统间的数字信息传输要求。ARINC429广泛应用在先进的民航客机中，如B-737、B-757、B-767，俄制军用飞机也选用了类似
2、的技术。 ARINC429总线结构简单、性能稳定，抗干扰性强。最大的优势在于可靠性高。飞机上的ARINC429数据总线，用于在系统和设备之间传送上千种不同类型的参数，如航向、真空速、马赫数等。3二.ARINC429总线的特点 1.传输方式 单向方式。信息只能从通信设备的发送口输出，经传输总线传至与它相连的需要该信息的其他设备的接口。但信息决不能倒流至已规定为发送信息的接口中。在两个通信设备间需要双向传输时，则每个方向上各用一个独立的传输总线。由于没有1553B总线的BC，信息分发的任务和风险不再集中。 4图中，传输系统连接的是X、Y、Z三个机件，数据信息在一对屏蔽线上以单向方式传输，即由X的A
3、端向Y和Z的A端传送数据，而Y和Z只将需要的数据译出。起这种传输作用的双绞屏蔽线称为通用数据传输总线。另一种称为专用数据传输总线的只能把数据向一个接收端传输，如从Z的C端传输到X的D端。52.驱动能力 每条总线上可以连接不超过20个的接收器。由于设备较少，信息传递有充裕的时间保证。3.传输速率 分高低两档，高速工作状态的位速率为100Kb/s。系统低速工作状态的位速率应用在12Kb/s14.5Kb/s范围内。选定内容后的位速率其误差范围在1%之内。高速率和低速率不能在同一条传输总线上传输。发送系统如图所示。64.调制方式 数据字以双极回零脉冲形式发送。 双极回零脉冲调制：发送出去的脉冲串有三个
4、电平 高电平Hi，其典型值：10V，表示数据的逻辑“1”。 中电平NULL，典型值：0V，表示自身时钟，维持自身同步。 低电平Lo，典型值：10V，表示数据的逻辑“0”。 字与字之间以一定间隔（占位中电平0V）分开，这个间隔还作为字同步。75.同步方式 传输的基本单位是字，每个字由32位组成。位同步信息是在双极归零码信号波形中携带着，字同步是以传输周期间至少4位的零电平时间间隔为基准，紧跟该字间隔后要发送的第一位的起点即为新字的起点。 ARINC429数据总线上传输的数据字，使用BNR码和BCD码两种类型，这两种类型的数据字结构相似。每个数据字含有五个部分： 1、标号（Label） 2、源/目
5、的识别符（source/destination identifier,记作SDI） 3、数据组（Data） 4、符号/状态标志（symbol/status matrix,记作SSM） 5、奇偶校验位（Parity bit,记作P） 8ARINC 429 BCD基本格式 个数据字有32位，它被分为5段，BCD格式为：1.标志码（Label），第1-8位；2.源目的地识别码（SDI），第9-10位；3.数据区（Data），第11-29位；4.符号状态码（SSM），第30-31位；5.奇偶校验位（Parity），第32位 1个数据字传输1个参数（如速度、温度等）。 利用BCD格式进行传输的数据有：偏
6、流角、测距机测出的距离、真空速、升降速率、无线电高度表测量的高度、选定的决断高度、全温、格林威治时间等。9ARINC 429 BCD基本格式P PA AR.R.SSMSSMDATADATASDISDILABELLABEL 3 32 23 31 13 30 02 29 92 28 82 27 72 26 62 25 52 24 42 23 32 22 22 21 12 20 01 19 91 18 81 17 71 16 61 15 51 14 41 13 31 12 21 11 11 10 09 98 87 76 65 54 43 32 21 110BCD字格式 标志码 1. 标志码（Labe
7、l） 对传输的每一个参数都规定了标号, 用以识别信息类型。就是说, 知道标号就知道所测量或所传输的是什么参数。 标志码有8位，分成3段，它是八进制数，代表0-377.八进制码八进制码二进制码二进制码00 0 010 0 120 1 030 1 141 0 051 0 161 1 071 1 111 下图给出了ARINC429数字信息传输系统传输的各项信息的单位、范围、分辨率等。标志码标志码参数名称参数名称单位单位范围范围（刻度）（刻度）分辨率分辨率066纵向重心纵向重心MAC0100.000.01067横向重心横向重心MAC0100.000.01125格林威治时间格林威治时间小时：分小时：分0
8、23.59.90.1165无线电高度表无线电高度表英尺英尺799.90.1170选定决断高度（选定决断高度（EFI）英尺英尺025001.0200偏流偏流度度1800.1201测距机距离测距机距离海里海里-1399.990.01230真空速真空速海里海里/小时小时1005991.0231全温全温-060+0991.0232升降速率升降速率英尺英尺/分分20.00010.012BCD字格式源目的地识别码（SDI）数据字的第9、第10两位用于源目的地识别码。当需要将一些专用字输送到一个多系统的特定系统时，就可以用SDI来判明字的目的地。数据接收器将判明字内所包含的装置的编码（1，2或3），编码00
9、为全部呼叫码（ALL CALL），它表示将该字送到所有的装置。第第10位位第第9位位装置号装置号00全部呼叫全部呼叫01110211313BCD字格式数据区 数据区由BCD字格式第11位到第29位（离散功能）组成。8421BCD码简介码简介2928272625242322212019181716151413121100000100010001101014218421842184218421第第1字符字符第第2字符字符第第3字符字符第第4字符字符第第5字符字符 14BCD字格式符号状态码（SSM） BCD字的特性，如方向、符号、数值等均由SSM来识别。SSM也可表明数据发生器硬件的状态，是无效数
10、据还是试验数据等。 BCD码的第30位和第31位是SSM的状态码。位数位数BCD数据字特性数据字特性303100正、北、东、右、向台、正、北、东、右、向台、上上01无计算数据无计算数据10功能试验功能试验11负、南、西、左、背台、负、南、西、左、背台、下下15 BCD字格式符号状态码（SSM） 如果源系统不能向一个功能正常的系统提供可靠信息，则认为发送的是无效数据。无效数据有两种，一种是无计算数据（NCD），另一种是失效警告。 因其他系统故障而使源系统不能计算可靠数据的，称为无计算数据。这时，SSM为01，源系统通知输出无效。在这种情况下，系统的指示器上是否出现故障旗，则视需要而定。 当系统的
11、监视器检测到一个或几个故障时，称为“故障警告”。这时，源系统便中止向数据总线提供有效数据，并通知其输出无效。 当SSM为10时，则表示源系统在进行功能试验，数据或者由功能试验产生，或者由指令给出。16BCD字格式奇偶校验位 ARINC429数字信息传输系统奇偶校验位逻辑值提供的是奇数奇偶校验。 数据发送器根据当前131位的逻辑“1”来决定第32位的逻辑值；使整个32位的逻辑“1”的个数始终是奇数。 经过传输后，接收系统再求一次每个字的逻辑“1”的个数，如果仍是奇数，则可认为传输有效，否则便认为无效。17BNR字格式BNR字格式提供了一个比较宽的数值和角度表示范围。利用BNR字格式进行传输的数据
12、有：重量，选定航道，航向，高度和燃油量等。18ARINC 429 BNR基本格式PAR.SSMDATASDILABEL 323130292827262524232221201918171615141312111098765432119BNR字的数据区 BNR字的数据区由第11到第28位组成。最低有效位（LSB）和最高有效位（MSB）分别为第11位和第28位。 如果传输的信息少于整个数据区，则用二进制零或有效数据填入填充位。20BNR字的数据区 如果数据为负数，则由符号状态码表示其负号(第29位为1)，而负数作为正数的补码进行编码。 数据组中的二进制码不是真值，要换成原码，即补码逐位求反码再在末
13、位加1得原码。 对于航向、航道、航迹一类的角度参数，在0180范围内按正数编码，在180360范围内，则将其换算成相应的负角度数后再进行编码。21BNR字的数据区 例：参数：总气温（Total Air Temp），八进制标号=211 ARINC429规定总气温的最大值为5120C，第29位=1282726 25 24232221 20 19 1817 1615 1413 12 11位11110011001pPPpPPP数据00001100110pPPpPPP反码00001100111pPPpPPP末位加1 按最后得到的二进制码计算温度值 总气温=-5120C(1/32+1/64+1/512+1
14、/1024+1/2048)=-25.750C22BNR字的符号状态码（SSM） BNR字格式的符号状态码由两部分组成。第一部分是第29位，它表明字的性质，如方向、正负等。另外，在不需要符号时，第29位也是0。 符号状态码的第二部分是第30位和第31位，它表明数据发送器硬件的状态，当编码为11时，表示该硬件工作正常。位数BNR数据特性3130位数BNR数据特性00故障警告2901无计算数据（NCD）0正、北、东、右、向台、上10功能测试1负、南、西、左、背台、下11正常工作23BNR字的符号状态码（SSM） 当第30位为0，第31位为1时，表示源系统在进行功能校验，这时所发送的数据也是由功能校验
15、提供的。 如果在功能校验期间探测到系统有故障，那么SSM编码就变为00（故障警告）。 如果计算数据不可靠不是由系统故障造成的，则SSM编码变为01，表示无计算数据（NCD）。 当系统监视器探测到一个或几个故障时，SS编码也为00（故障警告），从而表明输出的BNR字无效。 这时，系统指示器上出现故障旗。24三.ARINC429总线通信控制 文件、数据传输采用命令、响应协议进行，其传输数据为二进制数据字和ISO5号字母表字符两种。文件的结构形式是一个文件由1个127个记录组成，一个记录又由1个126个数据字组成。25 1、文件、数据传输协议 当发送器有数据要数据要送往接收器时，发送器具通过传输总线发送“请求发送”初始字，接收器收到此初始字后，通过另一条总线以“清除发送”初始字作为应答，表示接收器准备好可以接收数据。发送器收到此应答，先发送第一个记录。 2、传输控制字 传输字包括初始字，中间字和结束字，文件传输用每个字的第30位、第31位表示字类型，文件传输数据为ISO5号字母和二进制数据字。文件传输的标号根据文件的应用而定，包括管理计算机系统相互通信等，如需要有优先级操控能力，有必要给这些应用中的文件分配一个以上的标号。26