ＴＣＡＳ系统中ＡＲＩＮＣ　４２９总线信号自动编码发送技术方案

本发明专利技术是一种基于ＦＰＧＡ的ＡＲＩＮＣ　４２９总线信号自动转发设计，完成了ＴＣＡＳ系统中ＡＲＩＮＣ　４２９总线信号自动转发的软硬件设计。针对现有ＴＣＡＳ系统中ＡＲＩＮＣ　４２９总线控制器与接口分离、稳定性低等问题，本设计中将ＡＲＩＮＣ　４２９总线控制器与接口在ＦＰＧＡ中集中设计，并在总线控制器中完成数据编码；本设计通过在ＦＰＧＡ中开辟与ＡＲＩＮＣ　４２９总线接口相连的ＦＩＦＯ，利用相应的控制自动实现数据的格式转换、奇偶校验等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新一代机载TCAS中系统ARINC 429总线信号自动编码发送方法设计， 属于信号处理和空中交通管理及安全领域。
技术介绍
飞机上的防撞系统，美国航空体系称为空中交通预警和防撞系统(以下简称 TCAS)，欧洲航空体系称为机载防撞系统，两者的含义、功能是一致的，而且组成也基本相 似，因此本专利技术申请说明书以TCAS为技术背景进行描述。经过多年的发展，TCAS系统已发展出多种型号，如TCAS I、TCAS II、TCAS III、 TCAS IV。其中TCAS II目前应用最为广泛，它可以给飞机驾驶员提供以不同颜色和形状显 示临近飞机的相对高度、距离、方位、上升/下降状态等信息的交通提示(TA)和显示俯仰通 道改变、姿态保持、高度保持等信息的解决方式(RA)。其他更高版本型号体系结构以TCAS II为基础，只是在功能上略有差别。在现有TCAS中，ARINC 429总线是各功能模块之间数据传输的主要手段，它包括 TCAS与S模式应答机之间的双向数据传输、无线电高度仪向TCAS的数据传输、TCAS向显示 器的数据传输、TCAS向飞行数据记录器的数据传输等。事实上，由于ARINC 4 是单向传 输的数据线，所以这些数据传输都用了一条或以上的ARINC似9总线，可以说，ARINC 429 总线是TCAS得以协调工作的桥梁。但是，在现有的TCAS I/II中，ARINC 4 总线控制器 都是远离TCAS与各部件的总线接口而与其他控制器集成的。以TCAS-4000为例，其ARINC 429总线控制集成在控制TCAS电路的CTR-92T上，而CTR-92T与TCAS收发及编解码控制器 TTR-4000是分离的两个直接安装的设备组件。现有的TCAS系统中，这种ARINC 429总线控制器与总线接口分离的结构，使得4 总线的稳定性降低，且设备体积增大，不利于设备的机载安装和飞行安全。
技术实现思路
为了解决ARINC 429总线控制器与接口分离、稳定性低等问题，本设计中将ARINC 429总线控制器与接口集中设计，并在总线控制器中完成数据编码；本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是1)在TCAS中，使用ARINC 4 总线作为各功能模块之间数据传输的主要手段。在 实现TCAS与S模式应答机、TCAS与无线电高度仪、TCAS与显示器、TCAS与飞行数据记录仪 等之间ARINC 429总线连接的基础上，本设计还特有的实现了 TCAS与机载维护计算机之间 ARINC429总线连接；2)ARINC 4 总线有自己固定的数据格式，它与发送/接收数据的格式顺序不同， 因此必须在收发数据前对数据进行重排。在本设计中，我们在FPGA内设置FIFO和相应的 总线控制来完成对数据的重排。数据信号的编码在总线控制器中实现，总线控制器能将串 行ARINC429总线数据转换成并行数据；自动进行奇偶校验，自动源/目的地址匹配检查；另外，控制器能够将并行数据按照串行移位方式发送出去，自动产生奇偶校验位，产生字 间隙。本专利技术的有益效果是由于用ARINC 429总线作为更多的模块传输数据，同时用 总线控制器完成数据信号的编码；这样大大简化数据传输线路，数据发送过程和数据处理 过程。附图说明附图1是HS-3282数据接收发送流程图附图2是4 总线数据重排流程图附图3是ARINC 429总线数据处理流程图具体实施例方式ARINC 429总线的通信过程包含三个环节数据接收/发送、数据重新排列、数据 检测处理。数据接收过程中，ARINC 4 总线传输ARINC 4 总线格式数据，控制器对数据 进行接收，将串行数据转换成并行数据，因为ARINC 429总线上数据的传输格式特殊，需要 通过数据重新排列得到正常顺序的数据。得到正常的数据后，可以对数据进行检测。因为 ARINC 4 总线格式有着严格规范。数据发送过程中，在数据发送之前，需要对数据进行重 新排列。然后将数据输入到总线控制器，总线控制器自动将数据以串行移位的方式发送出 去。TCAS中，ARINC 429总线传输两种类型的数据，一种是控制类数据，例如控制命令 字，一般用离散格式传输，需要规定各个位置对应的命令字；另一种是普通数据，例如高度 数据，这些数据按照二进制格式或者B⑶码格式读写。另一方面，TCAS中存在多组ARINC 429总线，用于传输不同类型的数据，TCAS明确规定不同LABEL对应不同类型的数据。首先 对ARINC 4 总线格式作简单说明，然后针对传输过程给出解决方案。因为整个过程涉及 数据重排和数据检测问题，因此简要介绍ARINC 429总线格式的定义。ARINC 4 总线的数据格式定义如表所示。表IARINC 429总线的数据格式定义32313029111098 1PSSMDATA 今 MSB -PAD <r DISCRETES LSBSDILABELParity 字的第32位，一般为奇校验，除非用于测试的时候。奇校验就是保证32 位字中包含奇数个1，当前31位数据包含偶数个1时，Parity位置1 ；当前31位数据包含 奇数个1时，Parity置0。SSM 信号/状态矩阵，表示硬件设备条件，操作模式，合法数据内容。其表示的含 义还与DATA类型有关。SSM的含义如表所示表 2SSM Codes for BNR data本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＴＣＡＳ系统中ＡＲＩＮＣ　４２９总线信号自动编码转发方法，是以现有ＴＣＡＳＩＩ的分离ＡＲＩＮＣ　４２９总线及控制器为基础，设计了基于ＦＰＧＡ的ＡＲＩＮＣ　４２９控制器集中及数据格式的自动转换，其特征在于：ａ．将ＡＲＩＮＣ　４２９总线接口与其控制器靠近ＦＰＧＡ集中设计；ｂ．在ＦＰＧＡ中开辟与４２９接口相连的ＦＩＦＯ，实现数据收发前的格式转换；。

【技术特征摘要】
1.一种TCAS系统中ARINC 429总线信号自动编码转发方法，是以现有TCASII的分离 ARINC 429总线及控制器为基础，设计了基于FPGA的ARINC 4 控制器集中及数据格式的 自动转换，其特征在于a.将ARINC4 总线接口与其控制器靠近FPGA集中设计；b.在FPGA中开辟与4 接口相连的FIFO，实现数据收发前的格式转换；2.—种T...

【专利技术属性】
技术研发人员：史忠科，黄溢，
申请(专利权)人：西安费斯达自动化工程有限公司，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]