一种基于高性能处理器的远程航空数据总线交换设备制造技术

本发明专利技术属于航电系统数据处理转换装置领域，公开了一种基于高性能处理器的远程航空数据总线交换设备。本发明专利技术主要实现AFDX总线数据与ARINC429总线数据、CAN总线数据、RS422总线数据和高低电平形式的离散量数据的相互转换，并保证数据传输的实时性和准确性，满足现代航空器中的数据传输快速、有效的特性。本发明专利技术不仅能够实现飞机上诸多功能复杂的电子设备和系统，如飞行控制、推力控制、仪表显示等系统之间的数据转换，而且在飞机航电系统架构设计以及改装飞机时能够验证数据总线数据通信、交换等功能，实现航空电子系统高效、可靠地运行。

A Remote Aviation Data Bus Switching Device Based on High Performance Processor

【技术实现步骤摘要】
一种基于高性能处理器的远程航空数据总线交换设备
本专利技术属于航电系统数据处理转换装置领域，尤其涉及一种基于高性能处理器的远程航空数据总线交换设备。
技术介绍
目前，业内常用的现有技术是这样的：在现代民航客机上，航空电子系统中主干数据网络使用AFDX总线，而各个子系统中除使用AFDX总线还有ARINC429总线、离散信号、RS422总线和CAN总线。到目前为止，国内只有AFDX总线数据和ARINC429总线数据相互转换的仿真测试设备，而针对AFDX总线数据与CAN总线数据、RS422总线数据和离散量数据交换的设备还没有设计出来，因此，迫切需要一种远程航空数据交换设备来实现航空总线协议之间的相互转换。这种基于高性能处理器实时操作系统平台的远程航空数据总线交换设备不仅能够实现飞机上诸多功能复杂的电子设备和系统，如飞行控制、推力控制、仪表显示等系统之间的数据转换，而且在飞机航电系统架构设计以及改装飞机时能够验证数据总线数据通信、交换等功能，实现航空电子系统高效、可靠地运行。对现有的航电系统核心设备数据的处理和发展起到至关重要的作用。综上所述，现有技术存在的问题是：由于各种总线之间协议较为复杂，AFDX总线数据与CAN总线数据、RS422总线数据和离散量数据交换没有综合的应用背景，到目前为止，国内只有AFDX总线数据和ARINC429总线数据相互转换的仿真测试设备，而针对AFDX总线数据与CAN总线数据、RS422总线数据和离散量数据交换的设备还没有设计出来。目前国内只有AFDX与ARINC429总线数据相互转换的设备，而没有针对AFDX与CAN、RS422、ARINC429及离散量的综合数据转换设备。但是，如果要将驾驶舱里的控制盒、客舱里的控制盒和我们航空电子系统连接起来，必须通过AFDX总线数据与ARINC429总线、CAN总线数据、RS422总线数据和离散量数据交换。解决上述技术问题的难度和意义：技术问题：由于总线类型比较多，转换类型比较复杂。多种总线协议之间转换时会出现协议的时序、数据包长短不一致的问题。意义：现有的总线设计只针对某些特定系统，例如通讯导航系统、飞控系统、显示系统等，没有把这些系统综合起来形成一个完整的航空电子系统，本专利技术可以把多种系统的集成，从而构成一个完整的航空电子系统，实现设备的综合仿真。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种基于高性能处理器的远程航空数据总线交换设备。本专利技术是这样实现的，一种基于高性能处理器的远程航空数据总线交换设备设置有：远程航空数据总线交换设备；远程航空数据总线交换设备具备符合航空规范的AFDX总线接口、RS422接口、离散量接口、CAN接口和ARINC429接口，为五种数据输入提供必要的硬件支持，用于接收各个总线数据；AFDX接口与远程航空数据总线交换设备连接，为数据提供必要的硬件支持，用于接收AFDX总线数据，AFDX板卡与AFDX接口连接，用于产生AFDX总线数据；RS422板卡通过RS422接口与远程航空数据总线交换设备连接，产生RS422总线数据；ARINC429板卡通过ARINC429接口与远程航空数据总线交换设备连接，用于产生ARINC429总线数据；离散量板卡通过离散量接口与远程航空数据总线交换设备连接，用于产生离散量数据；CAN板卡通过CAN接口与远程航空数据总线交换设备连接，产生CAN总线数据。进一步，所述远程航空数据总线交换设备包括：数据转换模块、板卡初始化装置、自检装置；板卡初始化装置和自检装置对AFDX、RS422、离散量、CAN和ARINC429板卡进行检测与初始化，为实现总线之间的数据转换做好准备；数据转换模块是实现AFDX总线数据与RS422总线数据、离散量数据、CAN总线数据以及ARINC429总线数据之间的转换。本专利技术的另一目的在于提供一种基于高性能处理器的远程航空数据总线交换设备动作流程，包括以下步骤：首先，在高性能处理器开始工作前，需要对组件进行上电，读取与组件相关的配置文件，保证主板能够正常工作；然后，对ARINC429、RS422、CAN、离散量和AFDX板卡进行检测与初始化，如果某一板卡无法工作，将显示该板卡失效；最后，开启AFDX总线与ARINC429总线、RS422总线数据、CAN总线数据、离散量数据收发通道，确保数据的畅通。本专利技术的另一目的在于提供一种基于高性能处理器的远程航空数据总线交换设备总线数据的转换方法，包括以下步骤：1、读取相关配置文件；2、组件的检测与初始化；3、开启收发数据通道；4、AFDX到ARINC429总线数据转换；AFDX到ARINC429数据转换部分的主要功能是将远程航空数据总线交换设备收到来自AFDX板卡的AFDX数据帧转换为符合ARINC429协议的数据，然后输出给航线可更换组件；5、ARINC429到AFDX总线数据转换；ARINC429到AFDX数据转换部分的主要功能是将远程航空数据总线交换设备收到的ARINC429数据帧转换为符合AFDX总线协议的数据帧，然后输出至航空电子核心设备，每个ARINC429数据帧对应一个AFDX数据帧；6、AFDX数据与离散量的转换；AFDX数据转换为高低电平形式的离散量是将数字形式的十六进制AFDX数据帧转换为高低电平，每四个离散量状态对应AFDX数据的一个字节；7、离散量与AFDX数据的转换；高低电平形式的离散量转换为AFDX数据是将高低电平转换为数字形式的十六进制AFDX数据帧，每个AFDX字节与四个离散量状态对应；8、AFDX到RS422总线数据转换；AFDX到RS422总线数据转换部分的主要功能是将远程航空数据总线交换设备收到来自AFDX板卡的AFDX数据帧转换为符合RS422总线协议的数据，然后输出给航线可更换组件；9、RS422到AFDX总线数据转换；RS422到AFDX数据转换部分的主要功能是将远程航空数据总线交换设备收到的RS422数据帧转换为符合AFDX总线协议的数据帧，然后输出至航空电子核心设备，每个RS422数据帧对应一个AFDX数据帧；10、AFDX到CAN总线数据转换；AFDX到CAN总线数据转换部分的主要功能是将远程航空数据总线交换设备收到来自AFDX板卡的AFDX数据帧转换为符合CAN总线协议的数据，然后输出给航线可更换组件；11、CAN到AFDX总线数据转换；CAN到AFDX数据转换部分的主要功能是将远程航空数据总线交换设备收到的CAN数据帧转换为符合AFDX总线协议的数据帧，然后输出至航空电子核心设备，每个CAN数据帧对应一个AFDX数据帧。本专利技术的另一目的在于提供一种基于高性能处理器实时操作系统平台的远程航空数据总线交换设备的AFDX总线数据与ARINC429、RS422、离散量和CAN总线数据相互转换的流程，包括以下步骤：首先，AFDX数据接收模块用于接收AFDX数据帧，判断接收到的数据帧是否完整，然后对接收到的AFDX数据进行解码，得到数据的端口号和虚链路号、对应的航空电子信息等内容，存储到数据缓冲模块；AFDX数据缓冲模块存储AFDX数据解码的相关信息，把数据编码成符合ARINC429、RS422、离散量和CAN总线协议的数据帧，同时为数据分配发送的通道；然后，ARINC429本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于高性能处理器的远程航空数据总线交换设备，其特征在于，所述的基于高性能处理器的远程航空数据总线交换设备设置有：远程航空数据总线交换设备；远程航空数据总线交换设备具备符合航空规范的AFDX总线接口、RS422接口、离散量接口、CAN接口和ARINC429接口，为五种数据输入提供必要的硬件支持，用于接收各个总线数据；AFDX接口与远程航空数据总线交换设备连接，为数据提供必要的硬件支持，用于接收AFDX总线数据，AFDX板卡与AFDX接口连接，用于产生AFDX总线数据；RS422板卡通过RS422接口与远程航空数据总线交换设备连接，产生RS422总线数据；ARINC429板卡通过ARINC429接口与远程航空数据总线交换设备连接，用于产生ARINC429总线数据；离散量板卡通过离散量接口与远程航空数据总线交换设备连接，用于产生离散量数据；CAN板卡通过CAN接口与远程航空数据总线交换设备连接，产生CAN总线数据。

【技术特征摘要】
1.一种基于高性能处理器的远程航空数据总线交换设备，其特征在于，所述的基于高性能处理器的远程航空数据总线交换设备设置有：远程航空数据总线交换设备；远程航空数据总线交换设备具备符合航空规范的AFDX总线接口、RS422接口、离散量接口、CAN接口和ARINC429接口，为五种数据输入提供必要的硬件支持，用于接收各个总线数据；AFDX接口与远程航空数据总线交换设备连接，为数据提供必要的硬件支持，用于接收AFDX总线数据，AFDX板卡与AFDX接口连接，用于产生AFDX总线数据；RS422板卡通过RS422接口与远程航空数据总线交换设备连接，产生RS422总线数据；ARINC429板卡通过ARINC429接口与远程航空数据总线交换设备连接，用于产生ARINC429总线数据；离散量板卡通过离散量接口与远程航空数据总线交换设备连接，用于产生离散量数据；CAN板卡通过CAN接口与远程航空数据总线交换设备连接，产生CAN总线数据。2.如权利要求1所述的基于高性能处理器的远程航空数据总线交换设备，其特征在于，所述远程航空数据总线交换设备包括：数据转换模块、板卡初始化装置、自检装置；板卡初始化装置和自检装置对AFDX、RS422、离散量、CAN和ARINC429板卡进行检测与初始化，为实现总线之间的数据转换做好准备；数据转换模块是实现AFDX总线数据与RS422总线数据、离散量数据、CAN总线数据以及ARINC429总线数据之间的转换。3.一种如权利要求1所述的基于高性能处理器的远程航空数据总线交换设备动作流程，包括以下步骤：首先，在高性能处理器开始工作前，需要对组件进行上电，读取与组件相关的配置文件，保证主板能够正常工作；然后，对ARINC429、RS422、CAN、离散量和AFDX板卡进行检测与初始化，如果某一板卡无法工作，将显示该板卡失效；最后，开启AFDX总线与ARINC429总线、RS422总线数据、CAN总线数据、离散量数据收发通道，确保数据的畅通。4.一种如权利要求1所述的基于高性能处理器的远程航空数据总线交换设备总线数据的转换方法，包括以下步骤：(1)读取相关配置文件；(2)组件的检测与初始化；(3)开启收发数据通道；(4)AFDX到ARINC429总线数据转换；AFDX到ARINC429数据转换部分的主要功能是将远程航空数据总线交换设备收到来自AFDX板卡的AFDX数据帧转换为符合ARINC429协议的数据，然后输出给航线可更换组件；(5)ARINC429到AFDX总线数据转换；ARINC429到AFDX数据转换部分的主要功能是将远程航空数据总线交换设备收到的ARINC429数据帧转换为符合AFDX总线协议的数据帧，然后输出至航空电子核心设备，每个ARINC429数据帧对应一个AFDX数据帧；(6)AFDX数据与离散量的转换；AFDX数据转换为高低电平形式的离散量是将数字形式的十...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凯，崔海青，腾达，
申请(专利权)人：中国民航大学，
类型：发明
国别省市：天津,12