FPGA实现的ARINC659总线分析仪：监控与故障检测方案

随着航空系统不断向着高度集成和复杂化发展，ARINC659总线在其中扮演了至关重要的角色，它作为系统内部LRMs之间的数据传输媒介，要求具备高可靠性、实时性和容错能力。针对这一挑战，本文提出了一种基于FPGA（现场可编程门阵列）实现的ARINC659总线分析仪的设计方案。 FPGA的使用带来了显著优势，如灵活性、高速处理能力和低功耗，这使得设计者能够构建一个专用的ARINC659总线监控平台。该分析仪的核心功能包括： 1. 数据监控与采样：通过FPGA的实时数据捕获和解析能力，分析仪能够实时监测总线上的数据流，包括每个数据包的传输和接收，确保数据的准确无误。 2. 存储功能：分析仪能够对接收到的ARINC659数据进行存储，以便于后续分析和故障回溯，这对于故障诊断和定位至关重要。 3. 故障注入测试：设计者还考虑了故障注入测试，通过模拟不同类型的错误或异常情况，评估系统的鲁棒性和健壮性，从而提升系统的可靠性。 4. 通信接口与实时分析：分析仪通过通信接口与主机监控界面相连，允许用户实时查看和分析总线数据，支持故障分析和性能优化。 5. 遵循ARINC659标准：设计遵循ARINC659总线协议，采用双总线配置和交叉校验机制，确保数据传输的正确性和一致性。 1.1 传输机制：ARINC659的通信方式是半双工，通过四个串行总线进行数据交换，每个总线都有独立的时钟线和数据线。采用交叉校验技术，通过对数据的双向对比来检测错误，提高了系统的可靠性。 1.2 工作原理：总线分析仪作为被动监听器，不干扰正常的总线通信。当系统上电后，一旦有LRM开始通信，分析仪就会启动数据捕获并分析。通过配置命令表，确保分析仪仅在接收模式下运行，不会对数据流造成干扰。 这种基于FPGA的ARINC659总线分析仪设计，提供了一种有效的方法来监控、分析和测试复杂的航空电子系统，对于保证航空系统的安全性、稳定性和效率具有重要意义。它通过实时数据处理和故障模拟，为系统维护和故障排查提供了强大的工具，提升了整个航空电子系统的性能和可靠性。