بخشی از مقاله
چکیده - گذرگاههای انتقال داده جزو اصلی معماری هواپیماها میباشند، سیستم های پرنده نیاز به یک گذرگاه قابل اطمینان، مقاوم در مقابل اغتشاشات و دقیق برای ارتباط بخش های مختلف خود دارند که گذرگاه داده ARINC429 یکی از گذرگاههای کاربردی در این زمینه میباشد و به عنوان گذرگاه استاندارد عبور داده دیجیتال در تجهیزات هوانوردی مورد استفاده قرار می گیرد و جزء اصلی معماری سیستم اویونیک هواگردها می باشد. ARINC429 یک گذرگاه دو سیم نقطه به نقطه میباشد که در هواپیماهای تجاری و نظامی مورد استفاده قرار میگیرد. با توجه به اهمیت این گذرگاه، شناخت کامل آن و همچنین ساخت تجهیزات آزمایش و سنجش تجهیزات با گذرگاه ARINC429 پیش از نصب در هواپیما ها احساس می شود.
-1 مقدمه
درحال حاضر بسیاری از تجهیزات در پرندههای هوایی دیجیتال میباشند و به سمت استفاده از گذرگاههای دیجیتال پیش می روند. قابلیت اطمینان بالا و نویز پذیری پایین از مشخصات بارز گذرگاه داده ARINC1429 می باشد، که موجب گردیده تا در بسیاری از کاربردهای نظامی و غیرنظامی استفاده شود. این استاندارد توسط سازمان هوانوردی و رادیویی آمریکا تبیین شده است.[1]در حال حاضر باس ARINC429 به صورت گسترده برای انتقال داده در بسیاری از زیر سیستم های ساختار هواپیماها مانند، سیستم ناوبری، سیستم کنترل موتور، سیستم دریافت اطلاعات آب و هوایی و غیره استفاده میشود.
تراشههای مستقلی به عنوان واسط گذرگاه ARINC429 تولید شده و در دسترس هستند. علاوه بر آن، مدار واسط گذرگاه به صورت یک هسته دیجیتال قابل پیادهسازی بر روی FPGA نیز طراحی و عرضه شده است. ابتدا با مطالعه کامل استاندارد و بررسی قابلیتها، طراحی واسط گذرگاه انجام می شود. سپس هر یک از اجزا با رویکرد بهینه و قابل اطمینان بودن با استفاده از سختافزار طراحی و پیادهسازی می شوند. این اجزا شامل فرستنده - کدگذار - و گیرنده - کدگشا - است. این سخت افزار جهت آزمایش تجهیزات ساخته شده با رابطARINC429 قبل از نصب در هواپیما و همچنین جهت اطمینان از صحت عملکرد تجهیزات با گذرگاه ARINC429 پس از تعمیر می تواند مورد اسنفاده قرار گیرد. علاوه بر ARINC429 استاندارد های دیگری نیز مانند ARINC419، ARINC575، ARINC615 و ARINC629 نیز وجود دارند .
-2 ساختار سخت افزار گذرگاه ARINC429
برای انتقال داده در این ساختار از زوج سیم به هم تابیده شده2 استفاده می گردد - شکل . - 1 بسته های داده به صورت تکرار شونده3 با فواصل مشخص و ثابت ارسال می شوند. کلمات جداگانه توسط یک زمان توقف در حدود زمان 4 بیت، بعد از پایان آخرین بیت کلمه قبلی تا ابتدای کلمه بعد مشخص میگردد. در این ساختار برای تشخیص رخداد خطا از بیت توازن فرد4 استفاده شده است.[2] یک کلمه شامل 32 بیت می باشد که به صورت دودویی و یا کد ده دهی و یا بصورت کد گذاری شده در ISO ارسال می شود.
این درگاه به صورت حلقه باز مورد استفاده قرار می گیرد و همواره دارای یک فرستنده می باشد، تعداد گیرندهها حداکثر می توانند 20 عدد باشند. این گذرگاه توپولوژی های متنوعی را پشتیبانی می نماید که از آن جمله میتوان ساختار اتصال ستاره ای - شکل - 2 ، ساختار چند نقطه ای - شکل - 3 و ساختار هایبرید - شکل - 4 اشاره نمود. یک منبع فرستنده باید قادر به راه اندازی حداکثر یک بار 400 اهمی باشد. و مقاومت ورودی یک گیرنده حداقل 8 کیلو اهم در نظر گرفته شده است. حداقل مقاومت هر پین ورودی نسبت به زمین مدار 12کیلو اهم با 50 پیکو فاراد ظرفیت خازنی می باشد.[4]
-3 بررسی انتقال داده بر روی گذرگاه ARINC429
درگاه به صورت حلقه باز 1 مورد استفاده قرار می گیرد. باس ARINC 429 با امپدانس 78 اهم غیر متوازن تطبیق دارد و گیرنده ها بصورت ستاره یا شاخه ای به به باس متصل می شوند. فرکانس کاری این درگاه به دو بخش فرکانس بالا 100 - کیلو هرتز - و فرکانس پایین 12,5 - کیلو هرتز - با یک درصد خطا تقسیم می شود. هیچ گیرنده ای حق پاسخ دادن به پیام ارسالی مگر روی یک درگاه دیگر متعلق به خودش را ندارد و دایم در حال گوش دادن به خط می باشد که همواره با یک برچسب شناسایی شروع می شود. یک LRU هیچ آدرسی ندارد و LRU ها دارای شماره تجهیزات از پیش گروه بندی شده هستند.
-1-3 بررسی زمانی سیگنال در گذرگاه ARINC429
در گذرگاه ARINC429 سیگنال دارای سه سطح ولتاژی می باشد که در - شکل - 5 قابل مشاهده میباشد. قسمت اول سطح بالای ولتاژ میباشد که - VHI - نامیده می شودو نماینده سطح 1 منطقی میباشد. در این حالت اختلاف ولتاژ بین دو هادی انتقال داده +7,25 ولت تا +11 ولت می باشد. قسمت دوم ولتاژ صفر - - VZO است و نماینده تهی می باشد، در این سطح ولتاژ -0,5 ولت تا +0,5 می باشد. قسمت سوم ولتاژ پایین می باشد - VLO - و نماینده سطح منطقی صفر می باشد، در این حالت ولتاژ بین هادی ها -11 ولت تا -7,5 است.[6]
