基于FPGA的多通道ARINC429总线测试系统
2023年电子技术应用第1期
孙骜，秦旭军
中国电子科技集团公司第四十七研究所，辽宁 沈阳110000
摘要：ARINC429是一种可靠性高、抗干扰能力强的航空通信总线，在航空工业领域得到了非常广泛的应用。提出了一种基于FPGA以及总线接口芯片的系统应用方案，设计了一款多通道、用于ARINC429总线接口的测试系统，意在实现具备ARINC429 总线设备的自动化测试并提高测试效率。着重阐述了系统的架构设计、FPGA的逻辑设计、总线接口芯片的硬件设计以及时序的分析与设计，最后对接口芯片的时序、ARINC429总线的信号质量、系统功能进行了验证与测试。经测试，系统进行多通道收发时数据可靠，在不同速率下通信稳定。
中图分类号：V216.8
文献标志码：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.222949
中文引用格式：孙骜，秦旭军. 基于FPGA的多通道ARINC429总线测试系统[J]. 电子技术应用，2023，49(1)：119-123.
英文引用格式：Sun Ao，Qin Xujun. Multichannel ARINC429 bus test system based on FPGA[J]. Application of Electronic Technique，2023，49(1)：119-123.
文献标志码：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.222949
中文引用格式：孙骜，秦旭军. 基于FPGA的多通道ARINC429总线测试系统[J]. 电子技术应用，2023，49(1)：119-123.
英文引用格式：Sun Ao，Qin Xujun. Multichannel ARINC429 bus test system based on FPGA[J]. Application of Electronic Technique，2023，49(1)：119-123.
Multichannel ARINC429 bus test system based on FPGA
Sun Ao，Qin Xujun
47th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation， Shenyang 110000， China
Abstract：ARINC429 bus is one of the aviation communication buses. It has the characteristics of high reliability and strong anti-interference ability, and is widely used in the aviation industry. This paper designs a multi-channel ARINC429 bus board with FPGA as the main control chip and bus interface chip. The purpose is to achieve automated testing and provide testing efficiency. This paper focuses on the design of FPGA, the application of interface chip and architecture design. Finally, the timing of the selected interface chip, the actual signal quality of ARINC429 bus and the overall function of the system are tested. The actual test shows that the board can communicate reliably at different rates and the data is stable.
Key words :FPGA；NIOS Ⅱ；PCI bus；ARINC429 bus
0 引言
目前，有大量的机载设备在使用ARINC429总线进行数据交互，为提高具有ARINC429接口设备的测试效率，降低开发成本，本文基于FPGA强大的并行处理能力、丰富的I/O接口资源以及半定制化的设计理念，利用NIOSII软核处理器，结合FPGA的可编程逻辑端，设计了一款多通道ARINC429 总线测试系统。系统通过PCI接口与计算机通信，完成被测设备与计算机的数据交互，实现ARINC429总线接口的自动化测试。
由于PCI总线以及ARINC429 总线协议相对复杂，本设计采用了成熟的总线接口芯片[1-2]，降低了系统的开发难度，其中PCI接口选用了PCI9054芯片，ARINC429接口选用了HI-3584、HI-3182芯片。即使PCI总线的设计采用了接口芯片，但PCI9054芯片的功能还是非常繁多，对此本文介绍了设计中PCI9054芯片选用的模式、数据位宽等基本参数信息，此外重点对EEPROM的使用方法、读/写操作的时序分析以及调试过程中的注意事项进行了详细阐述，希望能够达到抽丝剥茧的目的。
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作者信息：
孙骜，秦旭军
（中国电子科技集团公司第四十七研究所，辽宁 沈阳110000）
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