摘要：數(shù)字信號處理器(ＤＳＰ在很多領域都已獲得廣泛的應用，ＡＲＩＮＣ ４２９數(shù)字信息傳輸規(guī)范是航空電子設備通信標準。介紹了用ＤＳＰ芯片ＴＭＳ３２０Ｆ２０６和高性能的數(shù)據(jù)通信芯片ＨＳ－３２８２開發(fā)ＡＲＩＮＣ ４２９通信板的一種方法。

關鍵詞：數(shù)字信號處理器（ＤＳＰ） ＡＲＩＮＣ４２９數(shù)字傳輸規(guī)范

在現(xiàn)代民用飛機上，系統(tǒng)與系統(tǒng)之間，系統(tǒng)與部件之間需要傳輸大量信息，隨著數(shù)字技術的發(fā)展和微型電子計算機的出現(xiàn)，越來越多的航空電子設備已采用數(shù)字化技術。ＡＲＩＮＣ規(guī)范是為了在航空電子設備之間傳輸數(shù)字數(shù)據(jù)信息而制定的一個航空運輸?shù)墓I(yè)標準。早期用單片機開發(fā)的ＡＲＩＮＣ ４２９通訊板，不僅不能保證相鄰８個字之間的４位間隔，而且硬件電路比較復雜?，F(xiàn)在雖有集成ＡＲＩＮＣ ４２９通信板商品化產(chǎn)品，但價格高達近５萬元。利用價格較低的ＤＳＰ芯片ＴＭＳ３２０ＣＦ２０６和ＨＳ－３２８２制成的ＡＲＩＮＣ ４２９通訊板很好地解決了這個問題。

１ ＡＲＩＮＣ ４２９ 數(shù)字數(shù)據(jù)信息傳輸規(guī)范

數(shù)據(jù)信息傳輸規(guī)范闡述了通過一對雙絞屏蔽線（數(shù)字數(shù)據(jù)總線）從一個端口向系統(tǒng)和設備以串行方式傳輸數(shù)字數(shù)據(jù)信息的方法。ＡＲＩＮＣ ４２９系統(tǒng)規(guī)定，一個數(shù)據(jù)字有３２位，它們被分為５段，即：

①標志碼（ｌａｂｅｌ），第１～８位，用于標識傳輸?shù)膮?shù)；

②源／目的識別碼（ＳＤＩ），第９～１０位。當需要將一些專用字傳輸?shù)揭粋€多系統(tǒng)的特定系統(tǒng)時，就可以用ＳＤＩ來識別字的目的地。ＳＤＩ也可以根據(jù)字內(nèi)容來判明一個多系統(tǒng)的源系統(tǒng)；

③數(shù)據(jù)區(qū)(ｄａｔａ，第１１～２９位。將數(shù)據(jù)進行編碼，以便于傳輸；

④符號狀態(tài)位（ＳＳＭ），第２９～３１位，用于標識數(shù)據(jù)字的特性，如方向、符號等。ＳＳＭ也可表明數(shù)據(jù)發(fā)生器硬件的狀態(tài)，是無效數(shù)據(jù)還是試驗數(shù)據(jù)；

⑤奇偶校驗位（ｐａｒｉｔｙ），第３２位。ＡＲＩＮＣ ４２９數(shù)字信息系統(tǒng)奇偶校驗位邏輯提供的是奇校驗。

３２位的數(shù)據(jù)字以脈沖形式發(fā)送，采用了雙極回零調(diào)制，發(fā)送出去的脈沖有三個電平，即高電平（＋１０Ｖ）、中電平（０Ｖ）、低電平（－１０Ｖ）。高電平為邏輯１，低電平為邏輯０，中電平為發(fā)送自身時鐘脈沖，如圖１所示。字與字之間以一定間隔（４位）分開，此間隔作為字同步。

２ ＨＳ－３２８２介紹

ＨＳ－３２８２是美國ＨＡＲＲＩＳ公司推出的高性能數(shù)據(jù)通信芯片，它支持ＡＲＩＮＣ ４２９通訊規(guī)范和其他串行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，外接驅(qū)動芯片ＨＳ－３１８２便可以產(chǎn)生ＡＲＩＮＣ ４２９電平，其引腳排列如圖２所示，主要引腳功能如表１所示。

表1 HS-3282 引腳功能

該芯片具有以下特點：①數(shù)據(jù)字的長度為２５位或３２位，其中３２位字符合ＡＲＩＮＣ ４２９規(guī)范，數(shù)據(jù)傳輸速率為０～１００ｋｂｐｓ；②具有２個獨立的接收部件和１個發(fā)送部件，可同時進行接收和發(fā)送，且接收部件和發(fā)送部件相互獨立；③兩個接收部件相互獨立，它們的工作速度１０倍于接收數(shù)據(jù)的速率，可直接同ＡＲＩＮＣ總線相連；④能自動實現(xiàn)發(fā)送數(shù)據(jù)的并／串轉(zhuǎn)換和產(chǎn)生奇偶校驗位；⑤能自動實現(xiàn)接收的數(shù)據(jù)串／并轉(zhuǎn)換和奇偶校驗；⑥能自動產(chǎn)生字與字之間的４位間隔；⑦具有和外部ＣＰＵ聯(lián)系的接口，可通過命令字設置芯片的各種工作方式；⑧單電源＋５Ｖ，ＤＣ供電，采用ＣＭＯＳ工藝，功耗低，工作溫度范圍符合軍用標準，采用４０腳ＤＩＰ封裝。

３ ＡＲＩＮＣ ４２９通信板的系統(tǒng)設計

３.１ 硬件設計

由于ＴＭＳ３２０Ｆ２０６具有以下特點：數(shù)據(jù)總線和地址總線是分開且都是１６位的；片內(nèi)有３２Ｋ的閃速存儲器（電可擦除）、５４４個字的雙訪問ＲＡＭ（ＤＡＲＡＭ）。所以可把３２Ｋ的閃速存儲器配置成程序存儲器，把５４４個字的ＤＡＲＡＭ配置成數(shù)據(jù)存儲器，這樣就不需外接程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器，使硬件電路簡單。下面給出設計的電路原理框圖，如圖３所示。

為了將數(shù)據(jù)可靠地寫入ＨＳ－３２８２，采用了如下方法：先將數(shù)據(jù)鎖存，而后再產(chǎn)生控制信號。這些控制信號由Ｆ２０６的低８位數(shù)據(jù)總線Ｄ０～Ｄ７經(jīng)７４ＬＳ３７３提供，用Ｆ２０６的地址總線中Ａ１３、Ａ１４和Ａ１５作為３－８譯碼器的輸入，把它的輸出作為７４ＬＳ３７３和７４ＬＳ２４４的片選信號，映射到各自地址空間。該電路中利用ＰＣ機的串口和Ｆ２０６的異步串行口進行通信。當要求改變發(fā)送數(shù)據(jù)時，由ＰＣ機通過串行口提供給Ｆ２０６。ＨＳ－３２８２ 具有一發(fā)兩收的功能，本電路所實現(xiàn)的是其一發(fā)一收的功能。

３.２ 軟件設計

由于ＨＳ－３２８２的數(shù)據(jù)線為１６位，因此一個數(shù)據(jù)字(３２位要分兩個字（１６位）才能寫入，它們同ＡＲＩＮＣ ４２９數(shù)據(jù)字之間的對應關系如表２。

表2 WORD 1格式

WORO 2 格式

在對ＨＳ－３２８２進行操作時，有嚴格的時序要求，當為ＭＲ低電平時，ＨＳ－３２８２片內(nèi)的ＦＩＦＯ存儲器、位計數(shù)器、間隔定時器以及其它標志位均被復位，但控制字不變。當ＣＷＳＴＲ由低變高時，向ＨＳ－３２８２寫入控制字。由于ＨＳ－３２８２的數(shù)據(jù)線為１６位，因此一個數(shù)據(jù)字(３２位要分兩個字（１６位）才能寫入。在向ＦＩＦＯ寫操作過程中，當ＰＬ１由低電平跳變到高電平時，低１６位數(shù)據(jù)寫入ＦＩＦＯ的輸入寄存器的低１６位；當ＰＬ２由低電平跳變到高電平時，高１６位數(shù)據(jù)寫入ＦＩＦＯ的輸入寄存器的高１６位。同時將輸入寄存器的內(nèi)容寫入ＦＩＦＯ單元，且ＰＬ１必需先于ＰＬ２，按此方式進行８次操作便可以將ＦＩＦＯ寫滿。若再寫第９個數(shù)據(jù)，則第一個數(shù)據(jù)字將會丟失。當?shù)谝粋€數(shù)據(jù)字寫入后，ＴＸ／Ｒ由高變低。ＦＩＦＯ寫滿后，通過啟動發(fā)送使能信號ＥＮＴＸ，ＨＳ－３２８２便可以將８個數(shù)據(jù)字串行發(fā)送，并自動在相鄰兩個字之間插入４位間隔。當ＦＩＦＯ為空時，ＴＸ／Ｒ將由低變高，此時應當禁止發(fā)送使能信號，以便向ＦＩＦＯ重新寫入數(shù)據(jù)。需要注意的是當ＨＳ－３２８２處于發(fā)送狀態(tài)時，不能向ＦＩＦＯ寫入數(shù)據(jù)。當ＤＲ１為低時，執(zhí)行讀?。龋樱常玻福步邮盏降臄?shù)據(jù)操作，首先把ＳＥＬ置０，然后把ＥＮ置０，接收第一個字。在此之后，把ＳＥＬ和ＥＮ置１，再把ＥＮ置０時，讀取第二個字。程序流程圖如圖４所示。

ＡＲＩＮＣ ４２９通信板是現(xiàn)代航空電子設備用于通信的一個重要組成部分，用ＴＭＳ３２０Ｆ２０６開發(fā)的ＡＲＩＮＣ ４２９通信板不僅價格便宜，而且完全能滿足要求。用本文介紹的方法研制的ＡＲＩＮＣ ４２９通信板現(xiàn)已成功地應用于我國某型飛機的光電雷達測試系統(tǒng)中。