基于ARINC659总线通信系统的研究与设计

发布时间：2017-09-27 01:30

  本文关键词：基于ARINC659总线通信系统的研究与设计

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【摘要】：随着航空电子系统的升级,综合模块化系统已成为航空电子系统的发展趋势,而确保航空数据安全的关键因素就是通信总线的性能。因此,总线必须具有高效、准确可靠的信息传输能力。ARINC659总线是一款线型多节点串行通信总线,其性能满足了航电系统的需求,但ARINC659总线在国内研究少之又少,亟需在实验室条件下搭建一个完整的通信系统,来减少实际机载设备之间进行大量通信时出现故障的问题,缩减故障定位的时间。为了实现航电系统中各节点间可靠高效地通信,本文依据航空底板通信总线ARINC659协议标准,在分析前人对底板总线的研究成果的基础上,设计并且实现了基于ARINC659的通信总线的一种全新的方案。文中首先研究分析了ARINC659背板总线的特点、结构与协议原理。其次,简要介绍了国产ARINC659总线协议处理芯片HK659以及PCI总线,最后介绍了以该芯片为核心的总线接口板卡的设计以及整个系统的硬件电路的设计。本通信系统硬件部分主要包括:底板、四节点通信板卡等。介绍了基于该通信系统的软件设计思想及实现。文中采用CPU子卡对所设计的通信系统进行了各种性能的测试与仿真。通过逻辑分析仪检测该系统的性能。结果表明通信系统准确、可靠地实现了所需功能。证明该总线通信系统具有较好的工程实用价值和广阔的应用前景。
【关键词】：ARINC659总线 PCI CPCI 配置工具
【学位授予单位】：西安工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V243.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-12
• 1.1 引言8
• 1.2 课题研究背景和意义8-9
• 1.3 国内外研究状况和发展动向9-10
• 1.4 课题的研究重点与关键技术10
• 1.5 论文的主要研究内容和结构10-12
• 2 ARINC659总线通信系统的研究与分析12-26
• 2.1 ARINC659总线通信系统的总体方案12
• 2.2 ARINC659总线的体系结构12-16
• 2.2.1 ARINC659总线的基本特征13-15
• 2.2.2 ARINC659总线的电气特性15-16
• 2.3 ARINC659总线编码16
• 2.4 ARINC659总线操作16-20
• 2.4.1 窗口结构16-17
• 2.4.2 帧组织17-18
• 2.4.3 BIU的状态18
• 2.4.4 同步18
• 2.4.5 消息结构18-20
• 2.5 HK659芯片简介20-21
• 2.6 PCI简介21-23
• 2.6.1 PCI含义和特点21-22
• 2.6.2 PCI技术规格22-23
• 2.7 PMC接口及CPCI连接器性能分析23-24
• 2.7.1 PMC接口简介23
• 2.7.2 CPCI连接器23-24
• 2.8 本章小结24-26
• 3 ARINC659总线通信系统的设计与实现26-40
• 3.1 硬件设计方案26-27
• 3.1.1 应用环境与技术要求26
• 3.1.2 整体设计26-27
• 3.2 系统模块功能设计27-39
• 3.2.1 PCI主机接口电路28-30
• 3.2.2 总线收发器30-32
• 3.2.3 配置电路32-33
• 3.2.4 CPCI接口电路33-34
• 3.2.5 电源及时钟设计34-36
• 3.2.6 底板设计36-39
• 3.3 本章小结39-40
• 4 系统软件设计和性能验证40-56
• 4.1 软件概述40-41
• 4.2 主机端软件41-42
• 4.3 ARINC659总线配置工具及命令表的设计42-48
• 4.3.1 配置工具概述42
• 4.3.2 配置工具使用及命令表设计42-48
• 4.4 测试试验48-55
• 4.5 本章小结55-56
• 5 总结与展望56-58
• 5.1 全文总结56
• 5.2 展望56-58
• 参考文献58-62
• 附录62-70
• 作者攻读学位期间发表学术论文清单70-72
• 致谢72

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本文编号：926921