ARINC429总线广泛应用于商务运输航空领域，如空中客车A310/A320、A330/A340飞机，波音公司727、737、747、757和767飞机，麦道公司MD-11飞机等。它采用异步双极性归零码进行数据的编码，并通过双绞线传输，具有很强的抗干扰性能。目前市场上的ARINC429总线接口设计一般都采用专用接口芯片，如Device Engineering公司的DEI-1016,INTERSIL公司的HS-3282等，这些专用芯片价格昂贵，且路数有限，使用非常不灵活。为了使系统能够对ARINC429数据进行处理并将处理好的数据发送出去，文中提出了一种基于DSP和ARINC429专用协议芯片HS-3282的总线数据设计方法。

　　1 ARINC429数据传输规范

　　ARINC429数据总线协议规定一个数据字由32位组成，以脉冲形式发送，采用双极性归零码，码速率为12.5kb/s或100kb/s.电气特性为：高电平（+10V）为逻辑1;低电平（-10V）为逻辑0;0电平（0V）发送自身时钟脉冲，字与字之间以一定间隔（不少于4位）分开，以此间隔作为字同步。一个32位的数据字由五部分组成：标志位（LABEL），用于标识传输数据的信息类型；源/目的标识码（S/D），用于判断在一个多系统中的源系统；数据区（DATA）；符号/状态位（SSM），用于标识数据字的特征或数据发生器的状态；奇偶校验位（PARITY），ARINC429数字信息传输使用奇校验。ARINC429数据格式如表1所示。

　　2 系统硬件设计

　　本系统主要是实现ARINC429总线数据信息的接收和发送。本系统中采用TI公司的DSP芯片TMS320F2812为控制和CPLD芯片作译码电路控制429数据收发芯片时序逻辑，配合1片高性能ARINC429数据收发芯片HS-3282和1片ARINC429数据发送驱动芯片HS-3182,形成1个数据接收通道和1个数据发送通道，由它们构成数据收发、串/并、并/串转换的主体，其系统结构框图如图1所示。

　　2.1 TMS320F2812

　　DSP2812功能比单片机强大的多，TMS320F2812 是美国TI 公司推出的C2000 平台上的定点32 位DSP 芯片，适合用于工业控制，电机控制等，用途广泛，应该相当于单片的升级版。运行时钟也快可达150MHz,处理性能可达150MIPS,每条指令周期6.67ns.IO口丰富，对用户一般的应用来说足够了。两个串口。具有12位的0~3.3v的AD转换等。具有片内128k×16位的片内FLASH,18K ×16 位的SRAM,一般的应用系统可以不要外扩存储器。具体的指标你可以查阅相关的数据文档。单片机电源是5v.dsp2812的内核1.8v供电，IO是3.3v供电。单片机有贴片或DIP,2812的引脚根据封装的不同有176脚的LQFP, 179脚的MicroStar BGA.

　　2.2 HS-3282简介

　　HS-3282是美国Harris公司生产的专门面对ARINC429总线的一种高性能CMOS总线接口芯片，能满足ARINCA29协议的译码、时分复用、串行数据协议等标准的要求。当它与驱动芯片HS-3182配合使用时，能正确收发ARINCA29规范数据，且抗干扰性能好。因而采用其来设计ARIN-C429总线接口电路既简单、有效，又能保证可靠性。

　　HS-3282包含两路接收器和一路发送器，接收器和发送器分别独立工作。两个分别独立的接收器直接与ARINC429总线相连，并以十倍于接收数据速率的频率工作，发送器的数据速率可以与接收器速率相同或不同。尽管两个接收器工作在同一个频率下，但是它们独立工作并异步接收串行数据。ARINC总线接口芯片发送器主要包括FIFO存储器和时钟电路。FIFO存储器能够为发送器连续保存8个ARlNC数据。时钟电路用来正确分隔每个ARINC数据字以满足ARINC429规范。尽管ARINC429规范指定为包含校验位的32位字，通过编程，HS-3282的数据字长度也可以为25位。HS-3282接收器是将串行429数据转换为2个并行的16位数据，而发送器则是将2个并行的16位数据转化为串行429数据。

　　2.3 ARINC数据收发模块

　　ARINC（美国爱瑞克）公司，全名为航空无线电通信公司Aeronautical Radio Inc.,成立于1929年12月2日，由当时的四家航空公司共同投资组建，被当时的联邦无线电管理委员会FRC（后更名为联邦通信管理委员会）授权负责"独立于政府之外协调管理和航空公司的无线电通信工作".公司初期的主要工作是按照FRC的规定建设和运行地基的航空话音通信设施和网络（高频HF工作方式），并为民航和军航提供HF话音通信服务。公司总部位于美国马里兰州安纳波利斯市，员工3100人，143办公室，分布102个国家。欧洲区总部位于伦敦，建立于1999年；亚太区总部设于新加坡，成立于2003年；中国总部设于北京。

　　该模块主要完成ARINC429数据的接收、发送和速率转换等功能，利用1片高性能的ARINC429数据收发芯片HS-3282和1片ARINC429数据发送驱动芯片HS-3182完成一路接收和一路发送通道，由它们完成数据缓存，串/并、并/串转换和系统内部逻辑信号与ARINC429差分信号的转换。

　　HS-3182为正式差分输出，用来把要发送的信息转变为符合ARINC429传输规范的电平，与驱动芯片HS-3182相连的电容用来改善输出数据的上升沿和下降沿，这里对于不同的数据传输速率选择不同的电容，75 pF电容对应ARINC429总线高速工作状态，300 pF电容对应低速作状态，这两个电容极其重要，为了提高稳定性、降低干扰，采用军品电容。

　　数据发送单元主要完成把并行的信息转化为串行信息，再把串行信息转变为双极性归零码，发送至ARINC429总线。数据接收单元主要把ARINC429总线上来的双极性归零串行信息转变为一般的串行信息，再经过移位寄存器转换为并行信息。ARINC429数据发送/接收单元的原理图如图2所示。

　　HS-3282中D/R1接F2812的外部中断，使429数据接收为中断接收；CWSTR、ENTX、TX/R、MR等经电平转换连接到F2812的I/O口；429DI（A）和429DI（B）直接连接429总线，接收来自429总线的数据；429D0及/429D0和HS-3182的DATA（A）、DATA（B）连接，将HS-3282发送器的数据经HS-3182驱动后发送至429总线。

　　2.4 CPLD逻辑控制

　　CPLD（Complex Programmable Logic Device）复杂可编程逻辑器件，是从PAL和GAL器件发展出来的器件，相对而言规模大，结构复杂，属于大规模集成电路范围。它具有编程灵活、集成度高、设计开发周期短、适用范围宽、开发工具先进、设计制造成本低、对设计者的硬件经验要求低、标准产品无需测试、保密性强、价格大众化等特点，可实现较大规模的电路设计。

　　对于F2812,每个区域的读、写操作时序都可以单独配置，且每个区域都有片选信号，当片选信号被置低（置0），那么当前用户将访问相应的存储空间（读、写操作）。在本系统中，选用Zone0空间，Zone0占用的外部总线地址为0x2000~0x3FFF,当XA[13]为高电平，XA[14]为低电平时选择ZoneO空间，Zone0片选使能逻辑如图3所示。

　　CPLD集成了系统地址选择模块，实现对外部器件的访问。CPLD的逻辑功能决定了HS-3282的功能地址，通过地址译码产生HS-3282所需要的控制信号PL1、PL2、EN1和CWSTR所需要的控制信号。系统中译码模块的逻辑如图4所示。由片选使能和CPLD译码逻辑可得PL1、PL2、EN1和CWSTR的选通地址。

　　3 系统软件设计

　　此系统的软件部分主要包括初始化模块、数据的发送/接收子程序模块。

　　1）初始化模块系统上电后，首先进行初始化，初始化模块包括上电芯片复位和写控制字到HS-3282控制字寄存器。该控制字主要有字长、接收速率、发送速率、源目的解码和自测试设置。初始化流程图如图5（a）所示。

　　2）ARINC429数据发送模块数据发送是首先向FIFO写入数据，然后经HS-3182驱动发送到总线。在向FIFO写操作过程中，PL1先于PL2有效，多次的写PL1将会使先前的数据被覆盖，PL1有效时，低16位数据被发送到FIFO中。当PL2有效时，高16位数据被传送到FIFO中。第1个数据字写入后TX/R由高变低，然后通过置发送使能信号ENTX,HS-3282将数据字串行发送出去，并自动在相邻两个字之间插入4bit间隔。当FIFO为空时，TX/R由低变高，此时应当禁止发送使能信号ENTX,以便向FIFO重新写入数据。当HS-3282处于发送状态时，不能向FIFO写入数据。发送模块流程图如图5（b）所示。

　　3）ARINC429数据接收模块 数据接收模块被设计为中断接收，由HS-3282的D/R1提供中断信号。当D/R1为0时，进入中断，并表明ARIN-C429总线上有数据到来，此时选通EN1地址，再置SEL为0,接收低16位数据；接着置SEL为1,再选通EN1地址，接收高16位数据。接收模块流程图如图5（c）所示。

　　4 结束语

　　针对ARINC429总线的应用，提出了TMS320F2812与ARINC429总线通信的软硬件设计和实现方案。该设计硬件电路简单，数据通信程序可读性好，编写容易，数据传输准确可靠。在设计TMS320F2812数据总线读写的逻辑控制时，XRD和XWE信号必须参与逻辑控制，保证顺利读写总线数据。经验证该系统能够有效地完成2个16位并行数据到32位串行数据的转换，实现了TMS320F2812 DSP与ARINC429总线之间的数据通信，且传输速率为100 kb,达到了系统的设计要求。该系统可广泛借鉴并应用于ARINC429总线数据传输系统及ARINC429接口卡设计中。