充分利用ARINC 429總線協(xié)議

四十年前，ARINC 429總線協(xié)議正在發(fā)展壯大。它在 A310/320、A330/340、B737、B747、B757、B767 和 MD-11 上的存在意味著它將在未來很多年流行。即使是具有高度集成航空電子架構(gòu)的最新產(chǎn)品（如B777，B787和A380），仍然使用429總線來傳輸傳感器數(shù)據(jù)?；谏逃蔑w機的軍事平臺也是如此，包括海軍的P-8波塞冬。

因此，供應(yīng)商面臨的問題是如何最好地為用戶提供支持——從測試和模擬實驗室的科學(xué)家到航線上的操作員——提供最新、性能最好、最可靠的硬件和軟件。關(guān)鍵屬性是靈活性：既有從實驗室過渡到嵌入式世界的靈活性，又有使用單一接口模擬和測試各種總線配置的靈活性。

ARINC 429 數(shù)據(jù)總線是一種簡單的傳統(tǒng)總線。它是一個單向通信通道，以 12.5 或 100 Kbits/秒的速率傳輸 32 位消息。多達 20 個節(jié)點可以連接到一對電纜，但通常每條總線只有兩個盒子。一個總是發(fā)射器，而另一個總是接收。

然而，如果飛機上有許多公交車，那么單個公共汽車結(jié)構(gòu)的簡單性就會滋生復(fù)雜性。每個需要將數(shù)據(jù)發(fā)送到其他盒子的盒子都有自己的總線，將其連接到其中一個或多個盒子。一個復(fù)雜的盒子可能需要來自多臺計算機的輸入才能進行計算并發(fā)送。所有這些消息傳遞都按預(yù)設(shè)計劃進行，以確保確定性行為，這會導(dǎo)致復(fù)雜的計時和同步問題。簡單地連接數(shù)據(jù)總線基礎(chǔ)設(shè)施本身就是一項任務(wù)。

這就是嵌入式世界中發(fā)生的事情。測試和仿真領(lǐng)域有更嚴格的要求：例如，如果實驗室正在測試飛行管理計算機（FMC）等復(fù)雜設(shè)備，F(xiàn)MC可能會接收來自許多429總線的輸入，并向其他總線發(fā)送數(shù)據(jù)。為了確定FMC是否正常工作，測試人員需要能夠復(fù)制這些數(shù)據(jù)流，就好像FMC實際上在運行中一樣。

更重要的是，測試臺可能有一天正在查看737的FMC，但第二天可能會評估A320的空氣數(shù)據(jù)計算機。一個盒子可能需要 18 個發(fā)射器，而下一個盒子只需要 6 個發(fā)射器。因此，用于將所有這些輸入帶入飛行箱的接口必須具有適應(yīng)性和可快速重新配置。它可以處理的同步通道越多越好。如果通道可以通過軟件編程作為發(fā)射器或接收器，那就更好了。

ARINC 429 接口技術(shù)已隨著計算機行業(yè)從 PCbus 轉(zhuǎn)移到 VMEbus，再到 VPX 和 PCI Express 等交換結(jié)構(gòu)。越來越多的通道被擠到卡上，還有更高分辨率的時間標(biāo)簽和增強的可編程性，以及軟件支持。電路板的尺寸從PC卡縮小到XMC模塊，并增加了更多的內(nèi)存和I / O。

如果客戶選擇將卡設(shè)計從臺式計算機的良性環(huán)境過渡到更具挑戰(zhàn)性的飛機環(huán)境，供應(yīng)商還可以為多個級別的加固提供支持。這些堅固耐用的模塊可以通過空氣或傳導(dǎo)冷卻的前面板或后面板連接進行接線。

最新的ARINC 429產(chǎn)品的一個例子是GE智能平臺RAR-XMC，這是一款四通道XMC卡，總共提供32個通道（其中16個可編程為發(fā)射器或接收器），過壓保護，支持ARINC 717飛行數(shù)據(jù)記錄器協(xié)議和64位時間標(biāo)簽分辨率（圖1）。

雖然ARINC 429是一個相當(dāng)簡單的傳統(tǒng)總線，但整個基礎(chǔ)設(shè)施是一個復(fù)雜的布線方案，有許多相互依賴性和時序問題。這種復(fù)雜性要求總線接口提供靈活性和智能性，無論是用于模擬實驗室中的總線活動，還是用于將駕駛艙開關(guān)連接到飛機傳感器和計算機，以便飛行員獲得所需的信息。

審核編輯：郭婷