USB接口下的ARINC429总线模块设计与实现

"本文主要介绍了基于USB的ARINC429总线接口模块设计，该设计结合了USB的即插即用特性和FPGA的灵活性，用于航空电子设备的数据传输。ARINC429总线是一种广泛应用的标准，具有抗干扰性强、传输精度高、线路简单和成本低的优点。设计中，USB接口芯片CY68013作为PC与FPGA的数据桥梁，FPGA负责数据的串行输出和接收，而调制/解调电路则确保信号符合ARINC429的电气特性。软件设计包括USB-ARINC仪器驱动、USB设备驱动和底层USB固件，实现了应用程序与硬件之间的通信。" 在航空电子系统中，ARINC429总线是一种关键的数据传输标准，它定义了一个32位的数据格式，使用双极性归零码，在12.5Kb/s或100Kb/s的速率下进行通信。本文提出的接口模块设计利用了USB 2.0接口芯片CY68013，该芯片可以便捷地连接PC和FPGA，实现数据的高效传输。FPGA，特别是ALTERA公司的CycloneⅡ系列EP2C5Q208，扮演了核心角色，它不仅能够根据ARINC429协议将数据串行输出，还能检测总线上的输入数据并将其转换为32位格式供PC使用。 调制/解调电路是接口模块中的重要组件，其作用是将FPGA产生的LVTTL电平转换为ARINC429总线所需的+10V和-10V电平，同时将接收到的ARINC429信号解调回LVTTL电平，以供FPGA处理。发送部分的硬件设计则包括了将ARINC429数据字按照预设的发送模式发送到总线的过程。 在软件层面，USB-ARINC仪器驱动程序提供了应用程序的接口，通过API函数使得上层应用能轻松访问硬件功能。USB设备驱动程序专注于PC与接口模块之间的数据流管理，而底层USB固件则处理控制命令、数据发送和接收中断。 这个基于USB的ARINC429接口模块设计提供了一种现代化的方法，将嵌入式系统与传统的航空电子设备集成，提升了数据传输的效率和可靠性，同时也降低了系统复杂度。这种设计方法对于航空电子系统的升级和维护具有很高的实用价值，尤其是在需要与现有ARINC429设备兼容的情况下。