Последовательный интерфейс arinc 429

ARINC 429 является международным общепринятым стандартом для гражданской авиации и утверждает единые принципы создания сети передачи данных между авиационными системами. Отечественный стандарт на этот интерфейс: ГОСТ 18977-79.

Высокая стоимость комплектующих не позволила ему выйти за пределы отрасли и распространиться в промышленных и других системах. Гальваническая развязка портов стандартом не предусмотрена. Среда передачи данных представляет собой симметричную двухпроводную линию «витая пара» в экране. По обеим линиям пары передается сходная информация, представленная в инверсном виде. Информация избыточна, что способствует надежности передачи данных. Инверсный вид сигналов на линиях обеспечивает подавление синфазной помехи.

На каждой из линий возможны три состояния: +5 В, 0 В, –5 В. В штатном режиме дифференциальный сигнал принимает три разрешенных состояния: +10 В, 0 В, –10 В.

В случае наличия на одной из линий сигнала, не соответствующего состоянию другой линии, дифференциальный сигнал составляет не более 5 В (по модулю). Такое состояние считается запрещенным и говорит о неисправности линии. Состояния шины передачи данных интерфейса ARINC 429 представлены в таблице 3.3.

Таблица 3.3

Состояния шины передачи данных интерфейса ARINC 429

Статус	Линия А	Линия В	А-В	Описание состояния
Разрешенные состояния	0 В	0 В	0 В	Нет сигнала. Промежутки между битами или словами
	+5 В	–5 В	+10 В	Логическая «1»
	–5В	+5 В	–10В	Логический «0»
Запрещенные состояния	0 В	–5 В	+5 В	Обрыв, замыкание линии А или помеха на линии В
	0 В	+5 В	–5В
	–5 В	0 В	–5 В	Обрыв, замыкание линии В или помеха на линии А
	+5 В	0 В	+5 В

Порты интерфейса оперируют с дифференциальным сигналом – разностью напряжений на двух линиях передачи данных, образующих среду интерфейса. На рис. 3.19 показаны три разрешенных состояния, остальные состояния являются запрещенными.

Рис. 3.19. Формы напряжений на линиях передачи данных интерфейса ARINC 429

Схемное решение линейных приемников интерфейса обеспечивает высокую надежность обмена данными. Входные сигналы с линий A и B поступают на резистивные цепи (рис. 3.20) для согласования приемника с волновыми сопротивлениями линий. Входные резистивные цепи повышают помехоустойчивость приемника.

Рис. 3.20. Принципиальная схема линейного приемника интерфейса ARINC 429

Выходные сигналы с резистивных цепей поступают на повторители напряжения, высокое входное сопротивление которых необходимо для сохранения симметрии и линейности характеристики приемника. Выходной сигнал с повторителей усиливается и поступает на компараторы, которые сравнивают текущие сигналы со стандартизированными уровнями (табл. 3.4) и вырабатывают дискретные сигналы состояния линии.

Таблица 3.4

Стандартизированные уровни сигналов интерфейса ARINC 429

Наименование	Значения дифференциального сигнала А-В
	минимальное	номинальное	максимальное
Логическая «1»	+6,5 В	+10 В	+13 В
Нет сигнала	+2,5 В	0 В	–2,5 В
Логический «0»	–6,5 В	–10 В	–13 В

Дискретные сигналы состояния линии поступают на цифровую часть приемника (рис. 3.21). Каждый из них загружается в отдельный регистр сдвига.

Рис. 3.21. Структурная схема цифровой части приемника интерфейса ARINC 429

Логика первичной обработки под управлением тактирующего сигнала формирует последовательность битов данных, определяет промежутки между словами данных, обнаруживает ошибки обмена. Она управляет поступлением данных на узел контроля четности и 32-разрядный сдвиговый регистр. Контроль четности последовательного кода производится D-триггером, на счетный вход которого поступает стробированный последовательный код. Состояние триггера после прохождения всего кода и бита четности говорит о наличии (отсутствии) ошибок. Перед началом приема каждого слова триггер сбрасывается в исходное состояние. Параллельный код с регистра сдвига, представляющий принятое 32-разрядное слово, является совокупностью полезных данных и их метки.

В интерфейсе ARINC 429 понятие адреса порта отсутствует (аналогично интерфейсу CAN). Вместо этого каждый регистр-источник данных имеет метку – однозначный идентификатор данной информации. Передача данных сопровождается передачей метки. Приняв информационную посылку, порт ARINC 429 сравнивает присланную метку с метками, находящимися в массиве памяти меток. При их совпадении данные считаются «своими» и записываются в FIFO-буфер для дальнейшего использования. Информация в массив меток заносится со стороны контроллера порта через внутреннюю шину данных.

Формирование линейных сигналов передатчиком (рис. 3.22) также осуществляется с FIFO-буферизацией. Данные загружаются в FIFO-буфер, а их количество подсчитывается счетчиком слов. Под управлением тактового генератора данные передаются из FIFO-буфера в регистр сдвига, который преобразует их из параллельного кода в последовательный.

Рис. 3.22. Структурная схема передатчика интерфейса ARINC 429

Бит четности формируется при помощи D-триггера по принципу, аналогичному используемому в приемнике. Он добавляется к передаваемому слову для контроля ошибок обмена данными. Формирователь временной диаграммы вырабатывает на линиях A и B напряжения стандартизированной формы. Счетчик битов формирует паузы между словами.