航空ARINC429总线分析测试仪的研究与实现

刘燕龙

摘 要：航空总线技术作为航空电子综合化系统中的一项支撑技术，负责飞机各系统间的资源共享与信息交换，正是由于它在航空电子综合化系统中占据极其重要的位置，其可靠性和稳定性决定了航空电子系统是否能够正常运作。航电系统中任何部件存在问题都可能导致全系统的性能下降、运作失常，甚至造成重大事故，因此，对于各种军用飞机或民用飞机来说，航空电子总线测试对其生成与维护起到了重要作用。在此背景下产生了航空总线测试系统。ARINC429总线数据分析测试仪正是为了适应这些要求设计而成，本文就ARINC429数据分析测试仪的软件设计、实现、测试等相关问题进行探讨研究。

关键词：航空电子综合系统；数据总线；ARINC429；航电网络

随着航空技术、计算机技术、电子信息、控制技术的飞速发展，飞机系统设计的重点已不再是过去注重设计飞机机身的外形，而转变为设计飞机内部的电子系统。航空电子系统要求各控制模块间共享信息和并行处理，从而形成综合控制系统。在飞机各系统上安装了独立计算机，满足子系统实时处理同时，还要进行信息交换，于是出现了以航空总线技术代表的航空电子综合系统。在航空总线技术发展历程中，ARINC429是人们研发出较早的标准和规范，由于其简单实用、设计维护难度低、设计成本低、兼容性好等优势，成为目前应用较好的航空总线。

一、 国内外航空数据总线技术概述

航空电子系统的“神经”和“骨架”就是数据总线，它在航空电子系统中占据极其重要的地位，数据总线与航空电子技术是同步发展的。在航空技术发展的20世纪萌芽时期，同样要求信息准确到达指定地点。几十年发展以来，无论是数据总线的系统结构，还是数据总线的性能都发生了巨大的、深刻的变化，航空电子系统对数据总线的性能要求与日俱增。20世纪50年代前后，一些单功能分散的子系统组成了航空电子系统，模拟计算机只需完成相对简易的控制功能。六七十年代，联合式航空电子系统问世，设计师着手尝试利用数字信号线和数字计算机代替模拟信号系统。随着“Data bus（数据总线）”概念的出现，作为航空电子系统的支撑技术，数据总线进入了黄金发展时期。ARINC429这种单项数据总线是最初应用于航空中的总线。1553数据总线是我国较早的相关科研技术研究，八十年代初期，作为飞机控制系统数据总线，1553数据开始用于飞机，1773光纤数据总线于九十年代进行科研试飞。目前发展来看，与西方发达国家相比，我国航空数据总线的应用水平仍需进一步提高。

二、 ARINC429总线与总线测试技术

工业部门在1977年推出ARINC429（数字是信息传输系统）总线标准，它是最早的机载航空电子数据传输约定的标准之一，又称为MARK33数字信息传输系统，各类军用飞机，如C-17，和民用飞机广泛使用ARINC429总线。ARINC429是一端发送，另一端接收的单向传输方式，一个发送器最多能够接收20个接收器。想要实现设备间的双向通信则必须通过ARINC429总线。ARINC429定义了文件数据、离散数据和数字数据三种传输协议。其中，文件数据协议将应有于未来的飞机通信寻址报告和空军航空导航等系统之中。

目前，例如A320、A310、A300-600、B767、B737、B757等一些先进的民航客机上广泛使用ARINC429总线，民航客机使用ARINC429总线具有技术简单、成本较低等一些优势。不同于1553B总线拥有总线控制器，ARINC429总线仅可用于广播传输的传感器，一个子系统的错误并不会影响到另一个子系统。正是由于ARINC429总线具备这些优势，并且目前仍在使用能够与ARINC429总线相兼容的航空电子设备，因此ARINC429总线在相当一段时间内依旧会被用于民用客机。

三、 ARINC429数据分析测试仪的软件设计、实现与测试

ARINC429数据测试分析仪软件模块划分

ARINC429软件系统分为实时模块、运行监控和资源管理模块、分析模块、事后处理模块以及数据库支持模块（如图）。ARINC429软件系统作为航空电子总线的测试实验设备，在总线传输的数据量很大，因此要求ARINC429软件系统具有相当高的实时性。作为运行于后台、全系统的核心模块，实时模块能够采集数据、发送、记录并完成自动测试，因此要注意通过多种方案以便最大程度的提高ARINC429软件系统的实时性。ARINC429航空总线可以传输离散数据、二进制补码数据、AIM数据以及维修数据。关键是在航空总线测试中如何对这些不同的数据进行精准的定义和区分，以便这些数据在传输过程和解析过程中相互不冲突。

ARINC429软件系统有信息显示、资源管理以及Log信息三个工作区。ARINC429软件系统将采集的全部总线数据进行解析处理，然后存放于数据库中，因此可以回放、比较、查找、统一工程试验数据，从数据库中抽取所需数据即可对其进行分析处理，并导出至Excel之中。（作者单位：中航通飞研究院有限公司）

参考文献：

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