充分利用ARINC 429总线协议

四十年前，ARINC 429总线协议正在发展壮大。它在 A310/320、A330/340、B737、B747、B757、B767 和 MD-11 上的存在意味着它将在未来很多年流行。即使是具有高度集成航空电子架构的最新产品（如B777，B787和A380），仍然使用429总线来传输传感器数据。基于商用飞机的军事平台也是如此，包括海军的P-8波塞冬。

因此，供应商面临的问题是如何最好地为用户提供支持——从测试和模拟实验室的科学家到航线上的操作员——提供最新、性能最好、最可靠的硬件和软件。关键属性是灵活性：既有从实验室过渡到嵌入式世界的灵活性，又有使用单一接口模拟和测试各种总线配置的灵活性。

ARINC 429 数据总线是一种简单的传统总线。它是一个单向通信通道，以 12.5 或 100 Kbits/秒的速率传输 32 位消息。多达 20 个节点可以连接到一对电缆，但通常每条总线只有两个盒子。一个总是发射器，而另一个总是接收。

然而，如果飞机上有许多公交车，那么单个公共汽车结构的简单性就会滋生复杂性。每个需要将数据发送到其他盒子的盒子都有自己的总线，将其连接到其中一个或多个盒子。一个复杂的盒子可能需要来自多台计算机的输入才能进行计算并发送。所有这些消息传递都按预设计划进行，以确保确定性行为，这会导致复杂的计时和同步问题。简单地连接数据总线基础设施本身就是一项任务。

这就是嵌入式世界中发生的事情。测试和仿真领域有更严格的要求：例如，如果实验室正在测试飞行管理计算机（FMC）等复杂设备，FMC可能会接收来自许多429总线的输入，并向其他总线发送数据。为了确定FMC是否正常工作，测试人员需要能够复制这些数据流，就好像FMC实际上在运行中一样。

更重要的是，测试台可能有一天正在查看737的FMC，但第二天可能会评估A320的空气数据计算机。一个盒子可能需要 18 个发射器，而下一个盒子只需要 6 个发射器。因此，用于将所有这些输入带入飞行箱的接口必须具有适应性和可快速重新配置。它可以处理的同步通道越多越好。如果通道可以通过软件编程作为发射器或接收器，那就更好了。

ARINC 429 接口技术已随着计算机行业从 PCbus 转移到 VMEbus，再到 VPX 和 PCI Express 等交换结构。越来越多的通道被挤到卡上，还有更高分辨率的时间标签和增强的可编程性，以及软件支持。电路板的尺寸从PC卡缩小到XMC模块，并增加了更多的内存和I / O。

如果客户选择将卡设计从台式计算机的良性环境过渡到更具挑战性的飞机环境，供应商还可以为多个级别的加固提供支持。这些坚固耐用的模块可以通过空气或传导冷却的前面板或后面板连接进行接线。

最新的ARINC 429产品的一个例子是GE智能平台RAR-XMC，这是一款四通道XMC卡，总共提供32个通道（其中16个可编程为发射器或接收器），过压保护，支持ARINC 717飞行数据记录器协议和64位时间标签分辨率（图1）。

虽然ARINC 429是一个相当简单的传统总线，但整个基础设施是一个复杂的布线方案，有许多相互依赖性和时序问题。这种复杂性要求总线接口提供灵活性和智能性，无论是用于模拟实验室中的总线活动，还是用于将驾驶舱开关连接到飞机传感器和计算机，以便飞行员获得所需的信息。

审核编辑：郭婷