民用机载航空总线发展概述

《民用机载航空总线发展概述》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、中国航空学会2007年学术年会机载、航电专题33民用机载航空总线发展概述袁梅曲方伟北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院检测系北京100083摘要机载数据总线则是航空电子最为关键的核心技术之一，历次航电系统的升级都是以所采用的总线技术的革新为依据。本文首先回顾了较为著名的民用航空电子总线ARINC429、ARINC629的特点及应用状况，然后综述了光纤通道（FC）、可扩展一致性接口（SCI）、航空电子全双工交换式以太网（AFDX）等具有代表性的新一代民用航空电子系统互连技术，说明它们的特性、目前的研究现状和尚待解决的问题。关键词大型客机总线FCSCIAFDX随着微电子技术，计算机技术和

2、微波技术的广泛应用，航空电子技术正在向智能化、模块化、标准化、综合化等方向深层次快速发展。而在飞机气动外形设计日趋稳定的今天，航空电子系统的[1]综合性能决定了飞机整体性能的高低。一个综合的航空电于系统，在各分系统之间有着大量的信息需要交换。各分系统通过各自的接口与总线交连，实现资源共享以满足高速通信的要求，形成一个一定层次结构的计算机网络。航空总线技术的目的正是实现航空电子各子系统之间、通用处理模块之间的资源共享、减轻互联介质的重量、降低复杂性，支持系统过程控制和状态管理。未来的航空电子系统需要高带宽、更高可靠性的数据通道，以满足航电系统实时性与可靠性的要求。机载高速数据总线技术实时性

3、的需求必然要求互联链路具备以下技术特点：1)高带宽、低延迟特性；2)数据链路层协议能够保证消息传输延迟的确定性；3)数据包大小应在首先满足控制命令和状态等短信息的前提下，满足冗长消息的传输。机载高速数据总线技术的可靠性需求要求互联链路具备；1)单一链路上的检错和纠错能力；2)链路的冗余链接；3)总线系统的故障节点识别、隔离和系统重构能力。从航电系统的发展历程可以看出，历次航电系统的升级都是以所采用的总线技术的革新为依据。机载数据总线则是航空电子最为关键的核心技术之一。ARINC429、ARINC629是上世纪在大型民用客机领域最为重要的航总线，曾经以其优异的性能在大型民用客机领域占据了统

4、治地位。但是随着航空电子技术正在向智能化、模块化、标准化、综合化等方向深层次快速发展，以光纤通道FC（(FiberChannel）、可扩展一致性接口SCI（ScalableCoherentIntefrace）、航空电子全双工交换式以太网AFDX（AvionicsFul1DuplexSwitchedEthernet）为代表的新一代民用航空电子系统互连技术已经崛起，将最终取代ARINC429、ARINC629系列总线。1ARINC429ARINC429是美国各航空电子设备制造商、定期航班航空公司、飞机制造商以及其他一些国家的航空公司联合成立的航空无线电公司(ARINC)为统一航空电子设备的技

5、术指标、电器性能、外形1中国航空学会2007年学术年会机载、航电专题33和接插件规范而制订的新型航空总线标准。成为上世纪在民航客机领域占统治地位的一种航空电子总线，它将飞机的各系统间或系统与设备间通过双绞线互连起来，构成了各系统间或系统与设备间[2]数字信息传输的主要路径，组成了飞机的神经网络。ARINC429数据总线是一种单向传输总线，数据流只能从发送器向接收器传递，采用异步通信方式，可以有20个接收器。其通信的三个状态的多路信息流，采用带有奇偶校验的32位消息字。每个数据字被分为5组，即：标志码(label)，第1~8位；源/目的识别码(SDI)，第9~10位；数据区(data)，第

6、11~29位；符号状态位(SSM)，第30~31位；奇偶校验位(pari-ty)，第32位。一个数据字传输一个参数，如经度、纬度等，两个数据字之间有4位间隔，这个间隔作为字同步。信号波形为双向归零码，其位宽取决于总线的工作速率。ARINC429规定数据高速传输的位速率为100kb/s±1%，低速传输的位速率为12.5kb/s±1%。低速时位宽约为(70~80)us，高速时位宽为10us。低速总线用于一般用途的、非关键性的应用场合，高[3]速总线则用于传输的数据量比较大或那些至关重要的飞行信息。ARINC429数字信息传输规范为在航空电子设备之间传输数字信息制定了标准。目前，大多数飞机上数

7、字信息的传输采用了此标准，如全球定位系统GPS(GlobalPositioningSystem)、惯性导航系统INS(inertialguidancesystem)、电子式飞行仪表EFIS(ElectronicFlightInstrumentSystem)等。由于ARINC429具有接口方便、数据传输可靠的特点，很快成为商务运输航空领域应用最广泛的航空电子总线，空中客车公司的A310/A320、A330/A340飞机，波音公司的72