ARINC 429规范简介

1ARINC429规范简介ARINC429正式称法为MARK33DigitalInformationTransferSystem(DITS)技术标准。在许多商用飞机上使用429规范，包括空客A310/A320和A330/340，贝尔直升机，波音727，737，747，757，767，以及麦道的MD-11。单向传输的429规范以电缆重量和有限数据速率为代价来获得高可靠性。1.1本规范的目的本文规定了航空电子系统之间数字信息传输的航空运输工业标准。所有系统之间的通信必须遵守这些标准，并且按照相关的ARINC特性将系统线路中可更换的单元定义为可互换单元。1.2ARINC429规范的组成：ARINC429规范最初在1977年以一个文件的形式出版。随着规范内容的逐年增多，规范实际的大小相应地增长。在增刊15的出版同时推出的解决方法是把429规范分为三个部份文档的大小以及对改进文档结构的需要都要求将规范分成3卷：1.2.1卷1-16功能描述，电气接口，标号分配和字格式对数据传输系统的功能及其辅助的物理和电气接口进行了基本描述。规定了数据字格式、标准标号和地址分配，并且给出了应用实例。1.2.2卷2-15离散字数据标准按照标号顺序列出了离散字的位的分配。1.2.3卷3-18文件数据传输技术讲述了以大信息块和/或文件格式进行数据传输的协议和信息定义。1.2.4增补1-16是对规范进行修改。1.3“33号数字信息传输系统（MARK33DIGITALINFORMATIONTRANSFERSYSTEM-DITS）”－基本特点规范描述了系统中要发送信息的航空系统元件如何将信息从指定的输出端口通过屏蔽的双绞线传送给所有其他需要该信息的系统元件。1.3.1数字信息传输以2的补码小数记法编码或者二进制编码的十进制数据的传输信息，由源系统以足够高的速率传输，以确保每次升级中的少量增值改变。传输以“开环”的形式进行，即接收器不需要通告发送源信息已经接收。奇偶校验位作为每个信息字的组成部分被发送，从而使接收器能够进行简单的纠错。1.3.2国际标准5号字母表的信息传输除了BNR和BCD数字信息的传输以外，还处理符合ISO5号字母表的字母和数字信息。ISO5号字母表标准代码位700001111位600110011位501010101位4位3位2位1列行0123456700000NULDLESP0@P、p00011SOHDCI!1AQaq00102STXDC2“2BRbr00113ETXDC3#3CScs01004EOTDC4$4DTdt01015~NQNAK%5EUIl01106ACKSYN&6FVfv01117BELETB’7GWgw10008BSCAN(8HXhx10019litEM)9IYiy101010LFSUB*：JZjz101111VTESC+；K[k{110012FFFS，L\l|110113CRGS-=M]m}111014SORS。N^n~111115SIUS/?O__oDEL1.3.3图形信息传输最后处理的第三种信息是图形信息，即直线、圆、任意位置的字母/数字文本以及用于CRT图和类似显示器上的其他符号。传输图形信息所采用的方法与传输ISO5号字母表的字母/数字信息的方法相似。2数字信息传输系统标准2.1相关信息要素数字数据传输系统的信息要素本身以及信息处理方法。2.1.1信息流向航空电子系统设备的信息输出，应该从一个指定端口（或多个端口）传至与它相连的需要该信息的其他系统设备的接收端口。信息决不能倒流至已规定为发送信息的端口中。2.1.2信息单元基本信息单元是由32位构成的一个数字字。这个数字字有如下5个应用组，BNR数据、BCD数据、离散数据、维护数据（通用）以及应答、ISO5号字母表和维护（ISO5号字母表）数据（AIM）。通用字格式3231302928272625242322212019181716151413121110987654321PSSM数据填充离散量MSBLSBSDIIl!标号按照所需的方式传送的信息，其数据场没有被完全填充时，数据字段中的未用位应该用二进制“0”填充，或者对于BNR和BCD数字数据，其未用位用有效数据填充。位号第32用于奇偶校验，位号第31和30用于符号/状态矩阵，位号第29是数据场中的最高有效位，并且最高有效字符的最大十进制数是7。2.1.3信息标识符一个字内含有的信息类型用六字符的标号来识别。前三个字符是该字的位号1-8，以二进制编码但用八进制表示的字符。这8位的用途是：a.识别BNR和BCD数字信息字（例如，DME距离、静态空气温度等等）所包含的信息。b.识别用作离散和维护数据的字。六字符标号中的后三个字符是用十六进制表示的字符，用来识别ARINC429总线的源。每三个一组的十六进制字符代表具有一个或多个DITS端口的“黑盒子”。2.1.4源/目标标识符（Source/DestinationIdentifier）数字数据字中的位号第9和第10应该用作数据源/目标识别功能。在字母/数字（ISO5号字母表）数据字中或者根据数字（BNR/BCD）数据所需的分辨率要求必须将位号第9和第10用作有效数据时，位号第9和第10不表示数据源/目标识别功能。当需要将特定字发送给多系统设备的某一特定接收系统，或者多系统设备的源系统需要根据字的内容被接收器识别时，可以使用数据源/目标识别符功能。2.1.5符号/状态矩阵（Sign/StatusMatrix）在所有情况下，SSM场都是利用位号第30和第31。对于BNR数据字，SSM场也包括位号第29。SSM场可以用于记录硬件设备状态（故障/正常），运行模式（功能测试），或者数据字内容（验证的/非计算数据）的有效性。2.2电气特性要素主要叙述数字传输系统中与信号电路的电气特性方面相关的要素。2.2.1传输系统连接发送设备与接收设备通过双绞屏蔽线连接。双绞屏蔽线两端及所有中断处接地，屏蔽线应与靠近机架插座的飞机地线连接，以保证可靠接地。2.2.2调制方式采用RZ双极性调制方式。这是由“高”、“零”和“低”状态组成的三态调制方式。2.2.3电平2.2.3.1发送器电平当发送器开路时，指定输出端（发送器对地处于平衡状态）给出的不同的输出信号应符合下表规定。高（V）零（V）低（V）A端对B端A端对地B端对地＋101.0＋50.5-50.500.500.2500.25-101.0-50.5+50.52.2.3.2接收器电平在接收器输入端出现的差分电压，取决于传输线长度、轴端配置和连接的接收器个数。在没有噪声的情况下，接收器输入端（A和B）的正常电压范围是：“高”+7.25V~+11V“零”+0.5V~-0.5V“低”-7.25V~-11V实际上，这些额定电压将受到噪声和脉冲失真的干扰。这样，接收器应符合如下所示的三态电压范围：“高”+6.5V~+13V“零”+2.5V~-2.5V“低”-6.5V~-13V2.2.4阻抗级2.2.4.1发送器输出阻抗发送器输出阻抗应为755欧姆，并在线A和线B之间均分，使输出阻抗平衡。发送器的“高”“零”“低”输出状态以及这些电平间的瞬变过程期间都应该有输出阻抗。2.2.4.2接收器输入阻抗接收器的输入端应具有如下特性：差分输入电阻RI＝12,000欧姆（最小值）差分输入电容CI＝50微微法（最小值）对地电阻RH和RG12,000欧姆对地电容CH和CG50微微法包括RI、RH和RG并联效应的接收器总输入电阻的最小值应为8,000欧姆（20个接收器负载的最小电阻为400欧姆）。数字数据总线上连接的接收器数量不超过20个，并且每个接收器应采取隔离措施以确保本接收器发生任何故障时，不会造成其他接收器的数据损失。2.3逻辑要素主要叙述与信号电路逻辑方面相关的传输系统要素。2.3.1数字语言2.3.1.1数字数据提供以两种数字语言编码的数字数据，(i)以2的补码小数记法表示的BNR以及，(ii)依据ISO5号字母表的数字子集的BCD。同时采用两种语言编码的信息项，对每一种都必须分配唯一的地址。2.3.1.2离散数据除了上述数字数据的处理，也应该能够用数据字的未用（填充）位或者，必要的话，用专用字来表示信息的离散项。为数字数据字的离散量分配软件位所遵循的规则如下，起始于字的最低有效位直到字的最高有效位为止。离散字可分为两种。即通用离散字和专用离散字。2.3.1.3维护数据（通用）通用维护字的标号分配与通用离散字的标号分配顺序相同。当只传输一个维护字时，才使用分配给维护字的八进制标号的最低值。当传输超过一个维护字时，首先使用八进制标号的最低值，再按升序使用其他标号直到信息结束为止。通用维护字可包含离散数据，BCD或BNR数字数据，但是不包括ISO5号字母表信息。2.3.1.4文件数据传输以前叙述了面向字符的文件数据传输协议。面向比特的通信协议为利用ARINC429数据总线进行数据文件的透明传送提供了依据。2.3.1.4.1面向比特的协议确定支持面向比特的链路层协议的任何系统，在其上电之后或者由于任何原因执行重新初始化之后，都应发送ALO字。当面向比特的链路层协议系统需要确定是否它的任何接口都支持面向比特的协议时，也可能要采用ALO/ALR协议过程。所有支持链路层面向比特协议的系统必须能够响应该过程的启动。2.3.2传输顺序传输数据时，应首先传输每个字的最低有效位（LSB）和最低有效字符（LSC）。值得注意的是，字的最低有效位是标号的最高有效位，并且标号的传输总是先于数据的传输。8,7,6,5,4,3,2,1,9,10,11,12,13?32.2.3.3数据位编码逻辑在位区间开始后处于“高”状态，并且在该位区间结束前又回到“零”状态，则该位区间内的这一高状态表示逻辑“1”。在位区间开始后处于“低”状态，并且在该位区间结束前又回到“零”状态，则该位区间内的这一低状态表示逻辑“0”。(见本文附件7的图示。)2.3.4错误检测/校正为了能够在接收器内进行错误检测，每个字最后位的编码应使字的奇偶校验位为奇。2.4定时要素主要叙述有关数字电路定时方面的数字数据传输系统要素。2.4.1位速率2.4.1.1高速工作状态系统高速工作状态的位速率应为100千比特/秒1%。2.4.1.2低速工作状态系统低速工作状态的位速率应在12.0~14.5千比特/秒范围内。选定后的位速率误差范围应在1%之内。注：高速率和低速率信息不能在同一条总线上传输。3离散字数据标准标识符2702F位号功能位状态注101标识符×2×3×4×5×6×7×8×9SDI10SDI11PAD×12PAD×13PAD×14备用×15数据输入插头故障正常16自动模式选用没有选用17频道人工选择选用没有选用18N2下降控制模式使用没有使用19反向器系统故障故障正常20频道控制状态控制没有控制21放油安全降落打开安全降落操作22TCA阀故障关闭故障正常23备用×24过速自测试故障故障正常25频道故障故障正常26异常启动异常正常（预备）27SVA安全降落安全降落28起动器关闭命令关闭不关闭29油料超温超温正常30SSM（符号/状态标志）31SSM32奇偶位（奇校验）4文件数据传输技术ARINC429规范,“标号33数字信息传输系统（DITS）”于1977年7月被AEEC(航空电子技术委员会)采用。429规范定义了一条广播数据总线。一般用于数据传输。1989年10月，AEEC(航空电子技术委员会)升级了一个文件传输程序，该程序具有更强大的处理能力，可支持位和面向字符的数据传输。这新协议后来变为了广为人知的“威廉斯堡协议”。不同于在一次传输中能将数据传给多个接收者的简单广播协议，文件传输协议只能用于点到点消息传输。4.1面向位的文件传输协议采用与国际标准化组织（ISO）开发的开放式系统互连(OSI)模式兼容的形式设计面向位的文件数据传输协议用于接收和发送部件间的数据传输。包含四个层（物理层，链路层，网络层和传输层）。面向位的协议支持全双工和半双工操作。4.1.1链接数据单元（LDU）数据文件由