基于USB的低成本429总线数据加载器的实现-论文.pdf

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1、开发应用基于USB的低成本429总线数据加载器的实现赵泽荣(中国民用航空飞行学院，四川广汉618307)摘要：本文基于ARINC429规范和USB报文协议，实现了429数据总线协议数据包与USB报文协议数据包之间的转换。根据429数据总线和USB接口之间的电器特性，提出了一种低成本的429数据总线和USB接口相互转换的硬件实现方法，采用USB总线同时完成对多路ARINC429总线设备的数据通信。方便了ARINC429总线设备与PC机之间的数据通信，有效地降低航空设备数据更新需要的成本。关键字：航空总线；USB；429

2、数据总线；单片机D0I：10．3969／j．issn．1671—6396．2014．08．0101引言随着航空运输业的飞速发展，现代民用飞机上的各系统l上位机{<兰!H兰!H!!：兰!K2总线l图1429总线数据加载器结构图与设备之间需要传输大量的信息。航空数据总线技术是现代3429总线数据加载器的设计实现先进飞机电传操纵系统，以及航空电子综合化最重要的关键技术之一，决定着飞机性能和航电系统综合化程度的高低。基于USB的429总线数据加载器包括两大部分：上位机软件和加载器硬件。上位机软件的功能是解析加载器发送现代飞机

3、电子系统要求各机载航空设备使用统一的航空总到上位机的429总线命令字，根据命令字响应429总线上的线，方便系统集成。ARINC429就是在这种需要下形成了规航空设备的需求，并把需求组装成USB数据包，发送给加范。而且也很多关于ARINC429数据总线的成熟产品，但是载器。加载器硬件主要负责429总线数据包到USB数据包国外的产品具有优越的性能和很强的工作稳定性，速度较传之间的电器特性转换，同时控制429总线的传输速度和传输统测试系统也较快I。然而，这些成套的测试设备大都设计通道，确保429总线上的接入设备和上位机器之

4、间交互数据了非常齐全的功能，价格就变得相当昂贵。国内对ARINC429的同步。总线产品多采用串口如RS232等【3】，或采用嵌入计算机主板3．1上位机软件设计Ⅲ的板卡进行数据加载。而且大多数429总线通信产品主要采用接口板的结构，包括VXI、PCI／CPCI、ISA等接口形式¨5I6】。上位机软件是为了方便用户操作的基于Windows操作系统的应用软件。在429总线协议的基础上，完成了对429这些接口形式的板卡大都需要插入机箱中使用，增加了操作总线协议的解析和429协议字的组装，实现了429协议数据的复杂度，若扩展卡

5、过多还可能造成系统的非正常配置。随包和USB数据包之间的相互转换处理，并提供了系统配置着计算机技术的发展，计算机串口几乎都改为USB接口，的接口，其程序设计流程图2所示。便携式计算机在安装板卡式更加不方便。因此如果要在飞机、l一——-上进行加载数据，这不仅给技术人员带来不方便，成本较高，j似sn：J～～一一～且不利于不同设备之问的相互兼容。基于上述原因，本文充一V分利用USB总线具有即插即用、传输速度快、使用方便、t数槲加数成本低廉等特点，设计可以外接于电脑，体积小巧、便于携带的USB．429通信接口装置，使得该装置

6、满足作为检测和分析设备所要求的低成本、高性能、便于携带及简便实用的<二=二42嘶议撂手>数据加载器。＼／~,s29设备是莆歼房l2系统构架及组成整个系统由上位机、USB接口、单片机429总线接口以[及429总线组成，见图1。上位机主要是负责429协议包的v解析和组装，并把数据打包为USB包通过USB接口发送给单片机器。单片机通过USB接口连接，用于读取USB接口Y-。·—。·-。-·-—-·-。-jc·，--。一中的F行数据和429总线接口中的上行数据，通过USB接口将429总线接口中的上行数据发送至所述上位机，通过

7、图2上位机软件设计流程图429总线接口将上位机的下行数据发送至429总线上对应的根据图2，软件启动时，初始化USB的设备驱动，检测航空设备中；429总线接口，用于接收429总线发送的上行USB设备是否接入电脑，如果设备初始化正常，数据加载装数据，将单片机中的上行数据发送至429总线上对应的航空置中的加载模块打开要加载的文件，根据配置文件，对429设备中。中国西部科技2014年8月第13卷第08期总第301期23总线的通道进行初始化。将429总线的传输速率设置为与数字，则可以根据该航空设备的标识号向该航空设备发送承载据

8、加载装置相同，并设置传输下行数据的每一个数据块的大下行数据的数据块。小，以及航空设备的标识号。上述设置成功之后，加载模块下行传输时，当429总线接口的发送缓冲区为空时，429开始向429总线广播命令字。当单片机接收到航空设备发送总线接口向单片机发送下行数据处理中断信号，单片机将的匹配成功的反馈命令字时一位机和航空设备之间通过命429下行数据缓冲