多通道ARINC429总线收发器设计与实现

摘要

俄罗斯在航空机载设备数据总线传输上定义了自己的传输标准TOCT18977-79,主要应用于俄罗斯各种类型的战机,如米格系列、苏-27和苏-30等。而美国航空无线电公司(Aeronautical Radio, Inc., ARINC)制定的ARINC429传输标准也广泛地应用于空中客车A310/A320、波音727、737和767等。可以说全球大多数航空电子系统都采用这两种相似的航空总线传输标准。设计兼容TOCT18977-79标准的ARINC429总线收发器具有广泛的实际应用。 本文从相应项目中应用的TOCT18977-79传输标准出发,分析了俄式TOCT18977-79传输标准和ARINC429传输标准的相似与不同之处,采用FPGA和分立元件设计与实现了俄式TOCT18977-79传输标准和ARINC429传输标准都兼容的通用16位并口总线多通道ARINC429总线收发器通信板。使用VHDL语言设计接收和发送模块,基于QUARTUS II软件电路原理图输入法设计顶层应用。用PROTELL99软件设计电路板原理图和PCB版图。 通过仿真利测试,该收发器能够收发俄式TOCT18977-79或ARINC429传输标准的各种总线数据。接收时,自动识别间歇周期,给出速度指示,具有128组32位数据缓存功能,当缓存存满时,给出存满指示,以便外部主控制器能把缓存中的数据读取出去；发送部分也具有缓存功能,并且能够设置4种速度和各种大小的间歇周期,能够输出间歇周期指示,以便下级控制器能够更好地接收,当缓存中的数据发送过半时,能够指示上级主控制器继续存放新的想发的数据。其通用16位并口总线给应用者留有更大的空间,可以是单片机工作者、ARM工作者、数字信号处理器(Digit Signal Processor,DSP)工作者、可编程片上系统(systemon a progrmmable chip,SOPC)工作者,也可以是工控机工作者等。由于采用通用16位并口总线取代PCI、PXI等计算机总线,节省了开发、应用成本,更适用于低端用户。FPGA技术的应用给升级和维护带来了方便。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题背景与意义

1.2国内外研究现状

1.3本文的研究目标和主要内容

1.4论文组织

1.5本章小结

第二章总线协议和软硬件开发平台介绍

2.1总体协议介绍

2.1.1 ARINC429规范介绍

2.1.2 ΓOCT18977-79规范介绍

2.1.3 ARINC429规范和ΓOCT18977-79规范比较

2.2硬件开发平台介绍

2.3软件开发平台介绍

2.4论文设计总要求

2.5本章小结

第三章硬件电路板设计

3.1总体控制设计

3.2总体设计框图

3.3发送电路设计

3.4接收电路设计

3.5电源系统设计

3.6复位电路设计

3.7下载电路设计

3.8电路板设计

3.9本章小结

第四章系统程序设计

4.1接收模块设计

4.2发送模块设计

4.3顶层控制设计

4.4本章小结

第五章验证及结果分析

5.1接收模块仿真及结果分析

5.2发送模块仿真及结果分析

5.3顶层控制仿真及结果分析

5.4电路板测试验证及结果分析

5.5本章小结

第六章总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文

附录