概述
1 概述目前,,但這 2種匯流排都存在不同程度的缺點。 1553B整個匯流排系統的通信是在
匯流排控制器指揮下進行的,這給匯流排帶來潛在的
單點故障,影響可靠性,一且匯流排控制器失效,將造成整個
匯流排系統的癱瘓;而 ARINC429匯流排儘管捨棄了匯流排控制器,但為了使匯流排上的信息有序傳輸而不發生衝突,就只能使一個信息源用一條
429匯流排,因此其帶終端的能力非常有限,另外, 429的傳輸速率低,數據傳輸上有延遲,在航空電子系統的綜合規模增大時,必然會使系統性能變壞。
隨著
波音公司新一代民用客機 B777的推出,一種新型航空匯流排一-ARINC629在飛機上的套用成為了現實。這種匯流排是在 ARINC429的基礎上,結合 1553B的優點開發出來的。其規範所規定的
數據傳輸速率為 2Mbps,為 1553B匯流排速率的 2倍,基本上能滿足現代航空電子系統
高速數據的傳輸要求。與 1553B相同,它也採用了
雙向傳輸,傳輸時也使用曼徹斯特 E型雙相電平碼,而且還進一步使用了電流型藕合器。與 1553B所不同的是,它不再採用集中式控制,因而無需
匯流排控制器,不存在由於匯流排控制器失效而造成全系統癱瘓的問題。因此可以說, ARINC629匯流排的推出以及在 B777飛機上的成功套用將使機載數據匯流排技術的發展進入一個新的時代。
2 ARINC629數據匯流排協定 ARINC629協定規範中規定了基本協定模式 BP (Basic Protocol)和混合協定模式 CP (Combined Proto-col)兩種互不兼容的協定模式。在 BP模式下,系統中的每一個終端都以對等的優先權及存取機會進行周期和非周期數據的傳輸。這種協定模式巳通過了一系列的實驗室試驗及飛行試驗技術上巳經成熟。它實際上就是波音公司 1985年開始研究的 DATAC匯流排協定。而 CP則是 BP的改進它能將周期及非周期訊息通過一定的安排聯合運行,不過 CP還處於開發階段。基於此,本文只通過在 BP模式下 ARINC629匯流排系統的傳送機制、訊息格式和個性化表來介紹 ARINC629匯流排系統的設計及工作原理。
傳送機制
ARINC629匯流排的拓撲結構同 1553B一樣為線型結構,且訊息在匯流排上為
雙向傳輸;但與 1553B不同的是它無
匯流排控制器,為了使訊息在匯流排上有序傳輸,並且使匯流排上的每一個終端都能獲得對等訪問匯流排的機會, ARINC629匯流排協定規定了 3個重要的參數,即傳送間隔 TI (Transmit Interval)、同步間隙 SG(Sync Gap)和終端間隙 TG(Terminal Gap)。對於匯流排上的任一用戶,終端在傳送完一次數據後,必須滿足以下 3個條件才能傳送下一次數據:(1)必須在上一次傳送間隔 TI時間計滿後才能傳送下一次數據; (2)必須在匯流排上檢測到一段 SG規定的空閒時間 ;(3)必須在匯流排上檢測到一段 TG規定的空閒時間。
終端能否占用匯流排取決於本終端狀態和匯流排狀態,與其他終端的狀態無關。當一個終端開始傳送數據時, TI計數器開始計數,直到 TI計滿時此終端才有可能再次傳送數據·而當終端監測到匯流排為空閒狀態時,啟動 SG計數器,在 SG計數未滿前,若匯流排上出現數據,則 SG計數器復位,重新等待匯流排空閒,然後計數 ;SG計數滿以後啟動 TG計數,在 TG計數期間,若匯流排上出現數據, TG計數器復位,重新等待匯流排空閒,然後計數, SG計數器則不再復位。只有在 TG、 TI同時計滿後,本終端才獲得了傳送數據的機會。
為了保證每一個終端都有相同的機會,且不發生匯流排空閒時啟動,數據傳送時啟動在 SG計滿前匯流排SG計數上出現數據復位 ,SG計滿不論 TG是否計滿,總TI計數TG計數線上出現數據,復位允許傳送數據衝突,匯流排上所有終端的 TI取值相同,取值的範圍規定為 0.5-64ms之間。 SG的取值也要求所有終端均相同,且僅限於 16μ、 32陽、 64陽、 127μ4種。而 TG的取值則是每個終端互異的,取值範圍在 1-127μ之間。由於 SG和 TG計數時都是在匯流排的空閒時期,為了提高匯流排效率, SG的值應小一些,但必須大於系統中最長的 TG。
高、
低電平各占一個半"位時";在16位的數據區中又分為 2部分,前 4位為擴展的通道選擇位,後 12位為標號位;最末一位為
奇偶校驗位。數據字前 3個"位時"為一組由低到高的同步波形,低、高電平各占一個半"位時",然後是 16個"位時"的
數據位,最後一位為奇偶校驗位。
終端控制器通過每一個字串數據前的同步波形來識別標號字和數據字。
訊息格式
ARINC629的數據傳輸是以訊息為單位的。一個訊息由 1-31個字串組成,每一個字串又由→個標號字和緊跟其後的 0-256個數據字組成。
在訊息中的每一個字串之間有 4個"位時"的間隔,並且其標號字和數據字的
字長同為 20個"位時",但其格式略有不同
個性表
由於 ARINC629是一種自主式終端訪問工作方式的數據匯流排,所以匯流排上每一終端必須有自己的控制機構,即傳送個性表和接收個性表。這 2個個性表通常存儲在
可程式唯讀存儲器 (PROM)或電可擦除可程式唯讀存儲器 (
EPROM)里,以便各終端按自己唯一的傳送與接收個性設定進行數據的收發 。
傳送個性表(XPP)
包括將一個終端傳送需要的所有基本信息。這些信息是以8位元組為單元存儲在PROM中的, MLBL和LLBL為標號字里的 12位標號數據;BADR為3位子系統塊地址,用於擴展子系統的存儲空間;MADR和LADR為 16位的子系統地址; XWM為8位控制信號設定;XWC為
字數統計,8位表明一個字串最多可由 255個數據字組成;XIV為8位
中斷向量;AXWM為3位輔助
控制信號設定。BADR為3位子系統塊地址,用於擴展子系統的存儲空間;MADR和LADR為 16位的子系統
ARINC629的終端控制器通過一定的運算法則將這些位元組單元組成訊息並進行調度,所示調度表的每一個單元表示→個字串的信 息,訊息的傳送按終端控制器所設定的邏輯模式進行。
最後是控制單元,包含了調度表訪問模式以及協定參數等內容, TI是前面所述的傳送間隔,占7位;TG為終端間隙,也占 7位;SGl和SGO為同步間隔,只占2位。在存儲器里的格式為:SG1, TI6 ,TI5 ,TI4 ,TI3, TI2 ,TI1, TIO o SGO ,TG6 ,TG5 ,TG4, TG3 ,TG2 , TG1 , TGO。中的其他幾個參數:MODULO為調度表計數的最大值;SYNC為同步操作時調度表的計數值;ALT為調度表的起始位置;因為調度表的調度模式設定; CP/MAL則是629匯流排工作模式的參數設定。
接收個性表(RPP)
包含由該終端接收的全部標識符集和監視應存儲在系統
存儲器里的數據字數,還包含所有標識符中的相似信息和由該終端傳送的字元串,並能監視這些字元串是否符合傳送調度。出現在匯流排上但不符合本終端標號的訊息將被終端控制器忽略。RPP也是以8位元組為單元存儲在PROM中的;RM為3位控制信號設定;MSC為5位訊息計數器,用於監視模式;RWC為8位字元串的數據字字數設定;RIV為 8位的
中斷向量;MODE為5位的控制信號設定;1為外擴
MPP控制位;OP為 7位偏移地址指針;MOVE和LOVR為 16位的偏移地址,LOVR存儲在相連的一個位元組里(可理解為Byte 8)。
由以上介紹可以看出,傳送個性表和接收個性表都包含系統存儲器地址,根據此地址終端處理器可以從系統
存儲器中讀取需要傳送的數據,並向其寫入接收到的數據。接收定址電路可以從系統不同通道中區分出相同的標號字,並將來自各通道的
數據存儲在唯 一的存儲器單元中,這樣便可以使系統擴展為多個通道,大大提高了數據匯流排的信息識別範圍。
3、ARINC629匯流排發展方向綜上所述, ARINC629匯流排是一種雙向的、無
匯流排控制器的、自主式終端訪問工作方式的數據匯流排。它的傳輸速度快,可識別的信息類型多,可連線的設備多, 特別是在 B777飛機上的成功使用.