基于HI-8282的DITS总线收发系设计与实现

来源:用户上传      作者:史健康 李钰歌

　　摘要：为了提高航空部件维修效率，降低航空维修成本，根据DITS航空总线工业标准，按照DITS总线的电气特性，使用HOLT公司生产的HI-8282芯片设计并制作了一种针对航空部件维修领域经常使用的DITS总线的收发系统。该DITS总线通信系统结构简单，程序容易理解，为相关涉及DITS系统的设备开发提供了很好的设计思路。
　　关键词：DITS总线；ARINC 429总线；HI-8282；HI-8585；部件维修
　　Keywords：DITS bus；ARINC 429 bus；HI-8282；HI-8585；components maintenance
　　0 引言
　　随着社会经济的发展，航空业逐渐发展壮大，航空业发展的同时带来了航空通信技术的进步与发展。作为航空通信技术中不可或缺的重要角色，DITS总线从诞生之初便被广泛应用于飞机各个系统中，且因其稳定和抗干扰的特点，在某些新开发的航电设备中也得到了应用。
　　正是因为DITS总线规范在航电设备中的大量应用，在航空部件测试过程中不可避免地需要使用符合该规范的设备与航空部件进行通信。但现有的DITS通信设备价格昂贵，且软硬件技术保密，无法用于某些航电测试设备的开发。为了解决这个问题，需要开发一种全新的DITS总线收发系统，用于实现与航电设备的通信功能。
　　1 DITS总线介绍
　　DITS（Digital Information Transport System）协议的全称为数字式信息传输系统，最早由美国航空电子工程委员会于1977年7月提出，于同年同月发表并获得批准使用，是目前民用航空领域使用最广泛的标准协议。该总线还有另一个广为人知的名称，即ARINC 429总线。因抗干扰能力强、结构简单、性能稳定等突出特点，该总线系统在目前主流机型的航电设备中被大量用于系统交互、信息传输和指令控制。
　　DITS总线是一种单向传播总线，可以由一个设备发送，多个设备接收，类似于一种广播式传输。其传输介质主要使用屏蔽双绞线，传输速率有高速和低速两种，高速时位速率为100kb/s，低速时位速率在12～14.5kb/s，设定速率后的位速率的误差范围应在1%之内。高速和低速信号不能在同一条传输总线上传输。DITS总线使用双极性归零码，高电平为+6.5～+13V，零电平为-2.5～+2.5V，低电平为-6.5～+6.5V。
　　DITS总线使用32位的数据字，数据字的格式通常如图1所示，包含标号位LABEL、源终端识别码SDI、数据组、符号状态矩阵位SSM和奇偶校验位P。
　　在这32位的数据字中，LABEL用八进制表示，主要用于标识数据类型，即反映该数据来自哪一个飞机系统；SDI用于标识数据的目的地或起源地；数据组即传输的数据，一般用BCD码或者BNR码标识，当数据位超过19位时会使用SDI或者SSM区域；SSM用于描述传输的数据性质；P用于检查发送的数据是否有效。
　　由上述DITS总线的简介可知，收发设备需要满足该通信规范的难度较高，目前该类收发设备主要是通过FPGA实现，当然也有少部分是通过定制化的芯片实现的。为了降低开发难度，节约后期维护成本，该收发系统使用了HOLT公司生产的DITS收发芯片HI-8282以及HI-8585。
　　2 HI-8282以及HI-8585芯片简介
　　HI-8282是HOLT公司生产的一种支持DITS总线协议的串行收发芯片，用于将DITS串行数据总线连接到16位并行数据总线，提供了两个接收器和一个独立的发射器。接收器输入电路和逻辑的设计符合DITS的加载、电平检测、定时和协议规范。发送器部分提供DITS通信协议，需要使用Holt HI-8585或HI-3182等外部线路驱动器将5V逻辑输出转换为DITS驱动电平。
　　每个独立的接收器以10倍于数据速率的采样率监控数据流。采样率可通过软件选择为1MHz或125kHz。奇偶校验的结果作为第32个ARINC位可用。HI-8282检查空值和数据时序，并拒绝错误模式。例如，选择125kHz时钟时，数据频率必须介于10.4kHz和15.6kHz之间。该芯片接收功能简图如图2所示。
　　发送器有一个先进先出（FIFO）存储器，用于存储8个ARINC字进行传输。发送器的数据速率可通过软件选择，通过将主时钟CLK除以10或80得到。主时钟用于在所需分辨率内设置ARINC传输的时序。该芯片发送功能简图如图3所示。
　　HI-8282芯片具有如下特征：
　　1）符合ARINC 429规范；
　　2）16 位并行数据总线；
　　3）接收接口可直接接收ARINC 429数据；
　　4）10倍数据速率的r序控制；
　　5）可选择的数据时钟；
　　6）拒绝接收不符合ARINC 429规范的信号；
　　7）自动发射机数据定时；
　　8）自检模式；
　　9）奇偶校验功能；
　　10）低功率、单5V电源。
　　HI-8585是HOLT公司生产的一种驱动芯片，该芯片可以将HI-8282输出的逻辑电平转换为DITS驱动电平。该芯片使用内置的带隙基准将TTL电平转换为符合DITS标准的电平，并可通过改变其逻辑输入的方式控制差分信号输出的斜率，即DITS信号的位速率。
　　HI-8585芯片具有如下特征：
　　1）采用小封装的直接ARINC 429线路驱动器接口；
　　2）具有用于设置输出电平的片上带隙基准；
　　3）具有片上线路驱动器斜率控制和可通过逻辑输入选择功能；

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