專利名稱：Tcas系統(tǒng)中arinc 429總線信號自動編碼發(fā)送的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新一代機載TCAS中系統(tǒng)ARINC 429總線信號自動編碼發(fā)送方法設(shè)計， 屬于信號處理和空中交通管理及安全領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
飛機上的防撞系統(tǒng)，美國航空體系稱為空中交通預(yù)警和防撞系統(tǒng)(以下簡稱 TCAS)，歐洲航空體系稱為機載防撞系統(tǒng)，兩者的含義、功能是一致的，而且組成也基本相 似，因此本發(fā)明申請說明書以TCAS為技術(shù)背景進行描述。經(jīng)過多年的發(fā)展，TCAS系統(tǒng)已發(fā)展出多種型號，如TCAS I、TCAS II、TCAS III、 TCAS IV。其中TCAS II目前應(yīng)用最為廣泛，它可以給飛機駕駛員提供以不同顏色和形狀顯 示臨近飛機的相對高度、距離、方位、上升/下降狀態(tài)等信息的交通提示(TA)和顯示俯仰通 道改變、姿態(tài)保持、高度保持等信息的解決方式(RA)。其他更高版本型號體系結(jié)構(gòu)以TCAS II為基礎(chǔ)，只是在功能上略有差別。在現(xiàn)有TCAS中，ARINC 429總線是各功能模塊之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕侄?，它包?TCAS與S模式應(yīng)答機之間的雙向數(shù)據(jù)傳輸、無線電高度儀向TCAS的數(shù)據(jù)傳輸、TCAS向顯示 器的數(shù)據(jù)傳輸、TCAS向飛行數(shù)據(jù)記錄器的數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。事實上，由于ARINC 4 是單向傳 輸?shù)臄?shù)據(jù)線，所以這些數(shù)據(jù)傳輸都用了一條或以上的ARINC似9總線，可以說，ARINC 429 總線是TCAS得以協(xié)調(diào)工作的橋梁。但是，在現(xiàn)有的TCAS I/II中，ARINC 4 總線控制器 都是遠離TCAS與各部件的總線接口而與其他控制器集成的。以TCAS-4000為例，其ARINC 429總線控制集成在控制TCAS電路的CTR-92T上，而CTR-92T與TCAS收發(fā)及編解碼控制器 TTR-4000是分離的兩個直接安裝的設(shè)備組件?，F(xiàn)有的TCAS系統(tǒng)中，這種ARINC 429總線控制器與總線接口分離的結(jié)構(gòu)，使得4 總線的穩(wěn)定性降低，且設(shè)備體積增大，不利于設(shè)備的機載安裝和飛行安全。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決ARINC 429總線控制器與接口分離、穩(wěn)定性低等問題，本設(shè)計中將ARINC 429總線控制器與接口集中設(shè)計，并在總線控制器中完成數(shù)據(jù)編碼；本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是1)在TCAS中，使用ARINC 4 總線作為各功能模塊之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕侄?。?實現(xiàn)TCAS與S模式應(yīng)答機、TCAS與無線電高度儀、TCAS與顯示器、TCAS與飛行數(shù)據(jù)記錄儀 等之間ARINC 429總線連接的基礎(chǔ)上，本設(shè)計還特有的實現(xiàn)了 TCAS與機載維護計算機之間 ARINC429總線連接；2)ARINC 4 總線有自己固定的數(shù)據(jù)格式，它與發(fā)送/接收數(shù)據(jù)的格式順序不同， 因此必須在收發(fā)數(shù)據(jù)前對數(shù)據(jù)進行重排。在本設(shè)計中，我們在FPGA內(nèi)設(shè)置FIFO和相應(yīng)的 總線控制來完成對數(shù)據(jù)的重排。數(shù)據(jù)信號的編碼在總線控制器中實現(xiàn)，總線控制器能將串 行ARINC429總線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)；自動進行奇偶校驗，自動源/目的地址匹配檢查；另外，控制器能夠?qū)⒉⑿袛?shù)據(jù)按照串行移位方式發(fā)送出去，自動產(chǎn)生奇偶校驗位，產(chǎn)生字 間隙。本發(fā)明的有益效果是由于用ARINC 429總線作為更多的模塊傳輸數(shù)據(jù)，同時用 總線控制器完成數(shù)據(jù)信號的編碼；這樣大大簡化數(shù)據(jù)傳輸線路，數(shù)據(jù)發(fā)送過程和數(shù)據(jù)處理 過程。


附圖1是HS-3282數(shù)據(jù)接收發(fā)送流程圖附圖2是4 總線數(shù)據(jù)重排流程圖附圖3是ARINC 429總線數(shù)據(jù)處理流程圖
具體實施例方式ARINC 429總線的通信過程包含三個環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)接收/發(fā)送、數(shù)據(jù)重新排列、數(shù)據(jù) 檢測處理。數(shù)據(jù)接收過程中，ARINC 4 總線傳輸ARINC 4 總線格式數(shù)據(jù)，控制器對數(shù)據(jù) 進行接收，將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)，因為ARINC 429總線上數(shù)據(jù)的傳輸格式特殊，需要 通過數(shù)據(jù)重新排列得到正常順序的數(shù)據(jù)。得到正常的數(shù)據(jù)后，可以對數(shù)據(jù)進行檢測。因為 ARINC 4 總線格式有著嚴格規(guī)范。數(shù)據(jù)發(fā)送過程中，在數(shù)據(jù)發(fā)送之前，需要對數(shù)據(jù)進行重 新排列。然后將數(shù)據(jù)輸入到總線控制器，總線控制器自動將數(shù)據(jù)以串行移位的方式發(fā)送出 去。TCAS中，ARINC 429總線傳輸兩種類型的數(shù)據(jù)，一種是控制類數(shù)據(jù)，例如控制命令 字，一般用離散格式傳輸，需要規(guī)定各個位置對應(yīng)的命令字；另一種是普通數(shù)據(jù)，例如高度 數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)按照二進制格式或者B⑶碼格式讀寫。另一方面，TCAS中存在多組ARINC 429總線，用于傳輸不同類型的數(shù)據(jù)，TCAS明確規(guī)定不同LABEL對應(yīng)不同類型的數(shù)據(jù)。首先 對ARINC 4 總線格式作簡單說明，然后針對傳輸過程給出解決方案。因為整個過程涉及 數(shù)據(jù)重排和數(shù)據(jù)檢測問題，因此簡要介紹ARINC 429總線格式的定義。ARINC 4 總線的數(shù)據(jù)格式定義如表所示。表IARINC 429總線的數(shù)據(jù)格式定義
32313029111098 1PSSMDATA 今 MSB -PAD <r DISCRETES LSBSDILABELParity 字的第32位，一般為奇校驗，除非用于測試的時候。奇校驗就是保證32 位字中包含奇數(shù)個1，當前31位數(shù)據(jù)包含偶數(shù)個1時，Parity位置1 ；當前31位數(shù)據(jù)包含 奇數(shù)個1時，Parity置0。SSM 信號/狀態(tài)矩陣，表示硬件設(shè)備條件，操作模式，合法數(shù)據(jù)內(nèi)容。其表示的含 義還與DATA類型有關(guān)。SSM的含義如表所示表 2SSM Codes for BNR data
權(quán)利要求
1.一種TCAS系統(tǒng)中ARINC 429總線信號自動編碼轉(zhuǎn)發(fā)方法，是以現(xiàn)有TCASII的分離 ARINC 429總線及控制器為基礎(chǔ)，設(shè)計了基于FPGA的ARINC 4 控制器集中及數(shù)據(jù)格式的 自動轉(zhuǎn)換，其特征在于a.將ARINC4 總線接口與其控制器靠近FPGA集中設(shè)計；b.在FPGA中開辟與4 接口相連的FIFO，實現(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)前的格式轉(zhuǎn)換；
2.—種TCAS系統(tǒng)中ARINC 4 總線信號自動編碼轉(zhuǎn)發(fā)方法，其特征在于使用在FPGA 中開辟的接口模塊實現(xiàn)了 ARINC 429總線與器控制器的集中設(shè)計；
3.—種TCAS系統(tǒng)中ARINC 4 總線信號自動編碼轉(zhuǎn)發(fā)方法，其特征在于使用在FPGA 中開辟的與ARINC 429接口及控制器相連的FIFO和自動編碼控制實現(xiàn)了有效數(shù)據(jù)收發(fā)前 的格式轉(zhuǎn)換及自動奇偶校驗。
全文摘要
本發(fā)明是一種基于FPGA的ARINC 429總線信號自動轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)計，完成了TCAS系統(tǒng)中ARINC 429總線信號自動轉(zhuǎn)發(fā)的軟硬件設(shè)計。針對現(xiàn)有TCAS系統(tǒng)中ARINC 429總線控制器與接口分離、穩(wěn)定性低等問題，本設(shè)計中將ARINC 429總線控制器與接口在FPGA中集中設(shè)計，并在總線控制器中完成數(shù)據(jù)編碼；本設(shè)計通過在FPGA中開辟與ARINC 429總線接口相連的FIFO，利用相應(yīng)的控制自動實現(xiàn)數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換、奇偶校驗等。
文檔編號G08G5/04GK102063806SQ20091021897
公開日2011年5月18日 申請日期2009年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月16日
發(fā)明者史忠科, 黃溢 申請人:西安費斯達自動化工程有限公司