数据总线课件.pptx
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1、内容简介 ARINC429 ARINC429总线 ARINC629 ARINC629总线第1页/共53页 数据总线 总线总线:将多个功能部件联接起来,并传送信息的公共通道,如计算机中的数据总将多个功能部件联接起来,并传送信息的公共通道,如计算机中的数据总线、地址总线和控制总线。线、地址总线和控制总线。第2页/共53页 数据总线第3页/共53页 数据总线第4页/共53页航空电子设备数字化技术航空电子设备数字化技术 航空电子设备已采用数字化技术(航空电子设备已采用数字化技术(数据处理微机、实时监控微机、人机交互微机、数据处理微机、实时监控微机、人机交互微机、实时控制微机等实时控制微机等),因此在飞
2、机上出现了数据总线。),因此在飞机上出现了数据总线。例如例如:B767B767、B747B747、B777B777等飞机上大约有等飞机上大约有100100多条数据总线,可以处理多条数据总线,可以处理10001000多种多种不同的信息。不同的信息。第5页/共53页微型计算机在飞机上的应用按用途划分可归纳为按用途划分可归纳为:数据处理微机数据处理微机 实时控制微机实时控制微机 飞行数据姿态显示微机飞行数据姿态显示微机 信息存储信息存储/监控式微机监控式微机 人机联系管理微机。人机联系管理微机。第6页/共53页 数据处理微机数据处理微机接收从传感器输来的基本参数数据,经过接收从传感器输来的基本参数数
3、据,经过微机运算处理后形成一系列信号输出,供其他系统使用。如:微机运算处理后形成一系列信号输出,供其他系统使用。如:惯性基准系统(惯性基准系统(IRSIRS)大气数据计算机(大气数据计算机(ADCADC)数据处理微机第7页/共53页惯性基准系统(惯性基准系统(IRSIRS)习惯上也叫陀螺惯性导航系统)习惯上也叫陀螺惯性导航系统 图图3.3-1 IRS3.3-1 IRS原理框图原理框图数据处理微机数据处理微机_惯性基准系统感受飞机沿感受飞机沿X X、Y Y和和Z Z轴轴转动的角速转动的角速度度感受飞机沿感受飞机沿X X、Y Y和和Z Z轴的线轴的线加速度加速度第8页/共53页数据处理微机_大气数
4、据计算机大气数据计算机图图3.3-2 ADC3.3-2 ADC原理框图原理框图.H.M一般飞机上常用的大气一般飞机上常用的大气数据信号有标准气压高数据信号有标准气压高度(度(H H)、指示空速)、指示空速(ViVi)、真空速()、真空速(VtVt)、)、马赫数(马赫数(MM)、等。)、等。第9页/共53页 实时控制就是利用电子计算机作为自动控制系统中的一实时控制就是利用电子计算机作为自动控制系统中的一个信息处理环节,通过对预定的数学模型的计算,实现对系个信息处理环节,通过对预定的数学模型的计算,实现对系统的控制,使操作过程自动化。如统的控制,使操作过程自动化。如称为过程控制,在称为过程控制,在
5、自动飞行控制系统(自动飞行控制系统(AFCSAFCS)自动油门系统(自动油门系统(A/TA/T)环境控制系统(环境控制系统(ECSECS)实时控制微机第10页/共53页 实时控制微机-自动飞行控制系统(AFCS)自动飞行控制系统是飞行管理系统(自动飞行控制系统是飞行管理系统(FMSFMS)的一个执行系统。)的一个执行系统。飞行管理计算机(飞行管理计算机(FMCFMC)向飞行控制计算机()向飞行控制计算机(FCCFCC)输出各)输出各种操纵指令信号种操纵指令信号 :目标高度、目标计算空速、目标马赫数、:目标高度、目标计算空速、目标马赫数、目标升降速度、倾斜指令等等。目标升降速度、倾斜指令等等。F
6、CCFCC根据这些输入数据进行综合运算,产生爬高、下降、倾根据这些输入数据进行综合运算,产生爬高、下降、倾斜转弯等操纵指令输送给自动驾驶仪的各舵机,自动驾驶飞机斜转弯等操纵指令输送给自动驾驶仪的各舵机,自动驾驶飞机按要求的航向和高度层飞行。按要求的航向和高度层飞行。第11页/共53页 A/T A/T计算机根据由计算机根据由FMCFMC输来的飞机爬高、巡航和复飞的发动输来的飞机爬高、巡航和复飞的发动机推力值、机推力值、N1N1转速限制值、飞机全重、转速限制值、飞机全重、FMCFMC要求高度和设定空要求高度和设定空气温度等信号进行运算后,形成油门位置指令信号输给油门杆气温度等信号进行运算后,形成油
7、门位置指令信号输给油门杆机构,使油门杆自动处于正确的位置以产生符合要求的推力。机构,使油门杆自动处于正确的位置以产生符合要求的推力。实时控制微机-自动油门系统(A/T)第12页/共53页 民用客机一般飞行高度在民用客机一般飞行高度在800080001200012000米之间,由于飞行高米之间,由于飞行高度高、气压低、温度低和氧气不足,不利于机上人员的生活。度高、气压低、温度低和氧气不足,不利于机上人员的生活。现代飞机采用微机对飞机座舱环境进行实时控制,保证乘现代飞机采用微机对飞机座舱环境进行实时控制,保证乘员有个正常舒适的生活环境。员有个正常舒适的生活环境。实时控制微机-环境控制系统(ECS)
8、第13页/共53页图书资料库检索微机图书资料库检索微机 图书资料库检索微机的主要特点是将大批图书文件资料全图书资料库检索微机的主要特点是将大批图书文件资料全部存放在存储器和磁盘、光盘内,当需要查找某个文件时,部存放在存储器和磁盘、光盘内,当需要查找某个文件时,从控制键盘上将存书目录编号键入微机,便可以从从控制键盘上将存书目录编号键入微机,便可以从CRTCRT显示显示器上读出。器上读出。由美国由美国HoneywellHoneywell公司研制的机载电子书库系统(公司研制的机载电子书库系统(ELSELS)就)就是图书资料库检索微机的典型实例。是图书资料库检索微机的典型实例。第14页/共53页飞行信
9、息显示微机飞行信息显示微机 4 4个个CRTCRT显示器显示器:两个主飞行显示器(两个主飞行显示器(PFDPFD),两个是),两个是导航显示器(导航显示器(NDND)。)。第15页/共53页 信息存储计算机可存储其他系统的信息或与其相连的监控组信息存储计算机可存储其他系统的信息或与其相连的监控组件的信息,存储的信息可以显示出来或供使用人员查阅。在民件的信息,存储的信息可以显示出来或供使用人员查阅。在民用客机上所装配的用客机上所装配的发动机指示和机组警告系统(发动机指示和机组警告系统(EICASEICAS)或电子)或电子中央监控系统(中央监控系统(ECAMECAM),其中心部件就是信息存储),其
10、中心部件就是信息存储/监控式微机。监控式微机。信息存储/监控式微机第16页/共53页在现代飞机上装备的飞行管理计算机系统(在现代飞机上装备的飞行管理计算机系统(FMCSFMCS)就是人)就是人机联系管理用微机的一个典型应用实例。机联系管理用微机的一个典型应用实例。FMCSFMCS由两部分组成,一是由两部分组成,一是飞行管理计算机(飞行管理计算机(FMCFMC),一是),一是显示控制组件(显示控制组件(CDUCDU)。FMCFMC是现代飞机飞行管理计算机系统(是现代飞机飞行管理计算机系统(FMCSFMCS)的核心,)的核心,是是8080年代的最新技术产物。年代的最新技术产物。人机联系管理用微机第
11、17页/共53页ARINC的含义 为了使航空电子设备的技术指标、电气性能、外为了使航空电子设备的技术指标、电气性能、外形和插接件等规范统一,由形和插接件等规范统一,由美国各航空电子设备美国各航空电子设备制造商、定期航班的航空公司、飞机制造商制造商、定期航班的航空公司、飞机制造商以及以及其他一些国家的航空公司联合成立了一个其他一些国家的航空公司联合成立了一个 航航空无线电公司空无线电公司(简称(简称ARINC-Aeronautical Radio ARINC-Aeronautical Radio Inc.Inc.)。)。由这个公司制订的一系列统一的航空工业标准和由这个公司制订的一系列统一的航空工
12、业标准和规范称为规范称为ARINCARINC规范规范。第18页/共53页ARINC规范 ARINC453ARINC453:高速数字传输系统规范:高速数字传输系统规范 ARINC573ARINC573:用于飞行数据记录系统:用于飞行数据记录系统 ARINC600ARINC600:用于电子设备接口:用于电子设备接口;ARINC708ARINC708:用于机载雷达:用于机载雷达第19页/共53页ARINC 429数字信息传输规范_数据传输 总线结构总线结构:一对双股绞合线(如一股红色,一股兰色)一对双股绞合线(如一股红色,一股兰色),屏蔽接地。屏蔽接地。串行方式串行方式单向传输单向传输数字数据信息。
13、数字数据信息。第20页/共53页数字大气数据计算机DADC(Digital Air Data Computer)做数据源.三个接收系统是:飞行管理计算机(FMC),高度表(ALT)和马赫/空速指示器(M/ASI).典型的 Arinc429 总线系统第21页/共53页6.7.3GPWS系统工作方式第22页/共53页ARINC453典型的 Arinc429 总线系统_ 第23页/共53页TCAS计算机的信号交连 1、TCASTCAS计算机通过ARINCARINC数据总线与S S模式应答机实现数据交换。S S模式应答机通过一条ARINC 429ARINC 429数据总线,将有关信息输往TCASTCA
14、S计算机;TCASTCAS计算机则利用另一条ARINC 429ARINC 429数据总线,将有关信息输往S S模式应答机。第24页/共53页通用显示系统(CDS)部件组成316200002 R ev 8 05/20/1998ARINC429输出总线离散EFIS控制面板(2)亮度控制面板(2)发动机显示控制面板同轴连接器(4)显示源选择器飞机系统飞机系统显示选择面板(2)远距光传感器(2)显示组件(6)显示电子组件(2)电子显示组件飞机系统第25页/共53页ARINC 429数字信息传输规范_数据编码 ARINC 429ARINC 429数据总线传输数据编码:数据总线传输数据编码:二二-十进制(
15、十进制(BCDBCD)或或二进制(二进制(BNRBNR)编码;编码;采用采用二进制(二进制(BNRBNR)编码的参数:航向、高度、油量等。编码的参数:航向、高度、油量等。采用采用二二-十进制(十进制(BCDBCD)编码)编码的参数的参数:DMEDME距离、真实空速、总温等。距离、真实空速、总温等。第26页/共53页双极回零脉冲和数据传送 数据字以双极回零脉冲形式发送。双极回零脉冲调制:发送出去的脉冲串有三个电平 高电平Hi,其典型值:10V,表示数据的逻辑“1”。中电平NULL,典型值:0V,表示自身时钟,维持自身同步。低电平Lo,典型值:10V,表示数据的逻辑“0”。字与字之间以一定间隔(占
16、位中电平0V)分开,这个间隔还作为字同步。第27页/共53页串行多路数字数据的传输特性 串行多路数字数据的传输特性主要有三个:数据,时钟,字同步。(1)数据 数据是传输的实际信息,每一位前一半为高电平(+10V)时,表示该位逻辑值为,为低电平(10伏)时,表示该位逻辑值为0。(2)时钟 时钟的功能是建立一个接收器工作的时间基准。定时是由每一位开始的脉冲和每一位中间的脉冲的跃变来完成的。每一位的前一半包含数据,后一半是同步脉冲,此时电位回到0V(即中间值),它用来维持自身的同步。(3)字同步 字同步就是按时建立一个固定点,以便识别传输过程的开始和结束。字与字之间有位间隔时间,这位都为中间值,数据
17、字就是以这个间隔来同步的。跟在这一间隔时间后面所发送的第位,就表示另一个新的数据字的开始。第28页/共53页ARINC 429ARINC 429数据传送 在数据传输系统中,输入信号由编码器编成在数据传输系统中,输入信号由编码器编成BCDBCD、BNRBNR或或AIMAIM(确认字符)字格式。(确认字符)字格式。ARINC 429ARINC 429的发送速度的发送速度:高速发送:高速发送:100100千位千位/秒;低速发送:秒;低速发送:12-14.512-14.5千位千位/秒。在同秒。在同一总线上不得有两种速度混用。一总线上不得有两种速度混用。第29页/共53页 ARINC 429 ARINC
18、 429数据接收 接收器输入端接收到发送来的信息后,将标志码译出,为信号选择合适的移位寄存器,接收器的输入端同时还监视着第32位奇偶校验位,以证实传输的有效性。连接到每一数字数据总线上的接收器不可超过20台,每台接收器都装有隔离装置,所以可能发生的任何合理故障,都不会串到其他数据上去。第30页/共53页ARINC 429 ARINC 429 数据字结构ARINC429ARINC429数据总线上传输的数据字,使用数据总线上传输的数据字,使用BNRBNR码和码和BCDBCD码两种类型,这两种类码两种类型,这两种类型的数据字结构相似。型的数据字结构相似。每个数据字含有五个部分每个数据字含有五个部分:
19、u 标号(标号(LabelLabel)u 源源/目的识别符目的识别符(source/destination identifier,source/destination identifier,记作记作SDISDI)u 数据组(数据组(DataData)u 符号符号/状态标志(状态标志(symbol/status matrix,symbol/status matrix,记作记作SSMSSM)u 奇偶校验位(奇偶校验位(Parity bit,Parity bit,记作记作P P)第31页/共53页ARINC 429 BCDARINC 429 BCD基本格式个数据字有个数据字有3232位,它被分为位,
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