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基于FPGA的多通道ARINC429總線測(cè)試系統(tǒng)

2023年電子技術(shù)應(yīng)用第1期

孫驁，秦旭軍

中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十七研究所，遼寧沈陽(yáng)110000

摘要： ARINC429是一種可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)的航空通信總線，在航空工業(yè)領(lǐng)域得到了非常廣泛的應(yīng)用。提出了一種基于FPGA以及總線接口芯片的系統(tǒng)應(yīng)用方案，設(shè)計(jì)了一款多通道、用于ARINC429總線接口的測(cè)試系統(tǒng)，意在實(shí)現(xiàn)具備ARINC429 總線設(shè)備的自動(dòng)化測(cè)試并提高測(cè)試效率。著重闡述了系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)、FPGA的邏輯設(shè)計(jì)、總線接口芯片的硬件設(shè)計(jì)以及時(shí)序的分析與設(shè)計(jì)，最后對(duì)接口芯片的時(shí)序、ARINC429總線的信號(hào)質(zhì)量、系統(tǒng)功能進(jìn)行了驗(yàn)證與測(cè)試。經(jīng)測(cè)試，系統(tǒng)進(jìn)行多通道收發(fā)時(shí)數(shù)據(jù)可靠，在不同速率下通信穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞： FPGA NIOS PCI總線 ARINC429總線

中圖分類號(hào)：V216.8
文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.222949
中文引用格式： 孫驁，秦旭軍. 基于FPGA的多通道ARINC429總線測(cè)試系統(tǒng)[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2023，49(1)：119-123.
英文引用格式： Sun Ao，Qin Xujun. Multichannel ARINC429 bus test system based on FPGA[J]. Application of Electronic Technique，2023，49(1)：119-123.

Multichannel ARINC429 bus test system based on FPGA

Sun Ao，Qin Xujun

47th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation， Shenyang 110000， China

Abstract： ARINC429 bus is one of the aviation communication buses. It has the characteristics of high reliability and strong anti-interference ability, and is widely used in the aviation industry. This paper designs a multi-channel ARINC429 bus board with FPGA as the main control chip and bus interface chip. The purpose is to achieve automated testing and provide testing efficiency. This paper focuses on the design of FPGA, the application of interface chip and architecture design. Finally, the timing of the selected interface chip, the actual signal quality of ARINC429 bus and the overall function of the system are tested. The actual test shows that the board can communicate reliably at different rates and the data is stable.

Key words : FPGA；NIOS Ⅱ；PCI bus；ARINC429 bus

0　引言

目前，有大量的機(jī)載設(shè)備在使用ARINC429總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，為提高具有ARINC429接口設(shè)備的測(cè)試效率，降低開(kāi)發(fā)成本，本文基于FPGA強(qiáng)大的并行處理能力、豐富的I/O接口資源以及半定制化的設(shè)計(jì)理念，利用NIOS II軟核處理器，結(jié)合FPGA的可編程邏輯端，設(shè)計(jì)了一款多通道ARINC429 總線測(cè)試系統(tǒng)。系統(tǒng)通過(guò)PCI接口與計(jì)算機(jī)通信，完成被測(cè)設(shè)備與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)交互，實(shí)現(xiàn)ARINC429總線接口的自動(dòng)化測(cè)試。

由于PCI總線以及ARINC429 總線協(xié)議相對(duì)復(fù)雜，本設(shè)計(jì)采用了成熟的總線接口芯片^[1-2]，降低了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)難度，其中PCI接口選用了PCI9054芯片，ARINC429接口選用了HI-3584、HI-3182芯片。即使PCI總線的設(shè)計(jì)采用了接口芯片，但PCI9054芯片的功能還是非常繁多，對(duì)此本文介紹了設(shè)計(jì)中PCI9054芯片選用的模式、數(shù)據(jù)位寬等基本參數(shù)信息，此外重點(diǎn)對(duì)EEPROM的使用方法、讀/寫操作的時(shí)序分析以及調(diào)試過(guò)程中的注意事項(xiàng)進(jìn)行了詳細(xì)闡述，希望能夠達(dá)到抽絲剝繭的目的。

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作者信息：

孫驁，秦旭軍

（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十七研究所，遼寧沈陽(yáng)110000）

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