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CN107783934B - 一种机载多通道arinc429总线实时采集与数据过滤方法 - Google Patents

一种机载多通道arinc429总线实时采集与数据过滤方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及机载ARINC429总线的试飞数据采集领域，尤其涉及一种机载多通道ARINC429总线实时采集与数据过滤方法。传统的ARINC429总线采集模块，往往采用分离元器件或者纯FPGA逻辑电路，分离元器件电路体积大、功耗大、协议芯片昂贵，而纯FPGA逻辑电路用户可编程的灵活性差，对实际应用带来了不便。本发明提供了以DSP和FPGA为核心架构的解决方案，充分利用了DSP的灵活性和FPGA的快速并行性，实现了将多通道ARINC429总线数据的实时处理和筛选，并将数据按照特定的格式和采样率发送试飞测试系统中的背板总线上，供试飞测试系统调用。并通过查表的方式，以空间换取速度的方式，大大加快了多通道ARINC429数据字的筛选的处理速度。

Description

一种机载多通道ARINC429总线实时采集与数据过滤方法
技术领域
本发明涉及机载ARINC429总线的试飞数据采集领域，尤其涉及一种机载多通道ARINC429总线实时采集与数据过滤方法。
背景技术
在飞行试验中，机载ARINC429总线广泛应用于各种民用飞机和军用飞机上，试飞数据采集经常涉及对多通道ARINC429总线的实时采集和数据过滤，处理结果往往通过遥测链路发往地面实时监控。因此，如何高效采集多通道ARINC429总线信号，是一项具有实际工程价值的研究课题。
在试飞测试系统中，ARINC429总线采集往往是系统中的一个模块。测试系统可以将ARINC429总线数据纳入到试飞测试系统的数据链路中，实现设备间的数据共享。但是传统的ARINC429总线采集模块，往往采用分离元器件或者纯FPGA逻辑电路，分离元器件电路体积大、功耗大、协议芯片昂贵，而纯FPGA逻辑电路用户可编程的灵活性差，对实际应用带来了不便。
发明内容
在试飞测试系统的架构下，本发明提供了以DSP和FPGA为核心架构的解决方案，充分利用了DSP的灵活性和FPGA的快速并行性，实现了将多通道ARINC429总线数据的实时处理和筛选，并将数据按照特定的格式和采样率发送试飞测试系统中的背板总线上，供试飞测试系统调用。在试飞测试系统的架构中，能够在主控设备的调度下，通过背板总线，将数据传递至下一级设备。
一种机载多通道ARINC429总线实时采集与数据过滤方法，以DSP和FPGA为架构的硬件平台实现，前端由8块ARINC429总线驱动芯片构成，对ARINC429电平码进行转换，所述数据过滤方法包括以下步骤：
首先，预先设定映射配置表
根据用户配置的ARINC429总线Lable字段、SDI字段和SSM字段值，构建4张映射表，映射表1存储用户配置过的Lable以及相应的过滤方式，包括在Lable的值所指向的地址写入Lable标识值，以及对SDI字段和SSM字段的组合过滤方式；映射表2存储对Lable字段、SDI字段和SSM字段过滤的配置；映射表3存储对Lable字段、SSM字段过滤的配置；映射表4存储对Lable字段、SDI字段过滤的配置；
然后，数据过滤
根据从实时数据中提取的Lable字段值，在映射表1中查找Lable配置值是否存在，若该标识值为假，则丢弃该数据；若标识值为真，结合SDI、SSM字段的组合过滤方式，进入对应的映射表2、映射表3或映射表4；其中，当过滤方式为Lable字段、SDI字段和SSM字段均需要过滤时，根据Lable字段、SDI字段和SSM字段值组合后的数据作为地址在映射表2中寻址，若寻址得到的值为假则丢弃该数据，若寻址得到的值为真则保留该数据；当过滤方式为Lable字段和SSM字段需要过滤时，根据Lable字段和SSM字段值组合后的数据作为地址在映射表3中寻址，若寻址得到的值为假则丢弃该数据，若寻址得到的值为真则保留该数据；当过滤方式为Lable字段和SDI字段需要过滤时，根据Lable字段和SDI字段值组合后的数据作为地址在映射表4中寻址，若寻址得到的值为假则丢弃该数据，若寻址到值为真则保留该数据；
将过滤出来的ARINC429数据按照指定的格式和地址重新发回到FPGA的缓存电路中，待机载测试系统背板总线读取，从而完成对机载八通道ARINC429数据字的实时采集与过滤。
本发明利用了DSP程序的快速灵活的特性，并通过查表的方式，以空间换取速度的方式，大大加快了多通道ARINC429数据字的筛选的处理速度。
附图说明
图1为本发明的系统框架图；
图2为本发明的映射表结构图。
具体实施方式
一种机载多通道ARINC429总线实时采集与数据过滤方法，以DSP和FPGA为架构的硬件平台实现，前端由8块ARINC429总线驱动芯片构成，将ARINC429电平码转换为LVTTL电平，由FPGA内的ARINC429协议IP完成对ARINC429数据字的解析，解析后的数据按照通道存储在FPGA缓存电路中，由DSP程序通过XINTF总线轮番查询各通道缓存电路中的ARINC429数据字存储情况，并将ARINC429数据字读取到DSP的缓存内。
为了提高过滤的效率，本发明提出了一种以空间换取效率的数据过滤方法，将对ARINC429数据字按照用户预先设定的判决条件进行快速过滤，即将数据作为地址进行快速查表的方式进行数据过滤，将用户需要的ARINC429数据字实时地从ARINC429总线中筛选出来。
所述数据过滤方法包括以下步骤：
首先，预先设定映射配置表
根据用户配置的ARINC429总线Lable字段、SDI字段和SSM字段值，构建4张映射表，存储用户配置过的ARINC429总线数据字信息。映射表1存储用户配置过的Lable以及相应的过滤方式，包括在Lable的值所指向的地址写入Lable标识值，以及对SDI字段和SSM字段的组合过滤方式。映射表2存储对Lable字段、SDI字段和SSM字段过滤的配置；映射表3存储对Lable字段、SSM字段过滤的配置；映射表4存储对Lable字段、SDI字段过滤的配置。
然后，数据过滤
根据从实时数据中提取的Lable字段值，在映射表1中查找Lable配置值是否存在，若该标识值为假，则丢弃该数据；若标识值为真，结合SDI、SSM字段的组合过滤方式，进入对应的映射表2、映射表3或映射表4。其中，当过滤方式为Lable字段、SDI字段和SSM字段均需要过滤时，那么将数据中Lable字段、SDI字段和SSM字段值组合，以组合后的数据作为地址在映射表2中寻址，若寻址得到的值为假则丢弃该数据，若寻址得到的值为真则保留该数据；当过滤方式为Lable字段和SSM字段需要过滤时，那么将数据中Lable字段和SSM字段值组合，以组合后的数据作为地址在映射表3中寻址，若寻址得到的值为假则丢弃该数据，若寻址得到的值为真则保留该数据；当过滤方式为Lable字段和SDI字段需要过滤时，那么将数据中Lable字段和SDI字段值组合，以组合后的数据作为地址在映射表4中寻址，若寻址得到的值为假则丢弃该数据，若寻址到值为真则保留该数据。
将过滤出来的ARINC429数据按照指定的格式和地址重新发回到FPGA的缓存电路中，待机载测试系统背板总线读取，从而完成对机载八通道ARINC429数据字的实时采集与过滤。

Claims (1)

1.一种机载多通道ARINC429总线实时采集与数据过滤方法，其特征在于：以DSP和FPGA为架构的硬件平台实现，前端由8块ARINC429总线驱动芯片构成，对ARINC429电平码进行转换，所述数据过滤方法包括以下步骤：
首先，预先设定映射配置表
根据用户配置的ARINC429总线Lable字段、SDI字段和SSM字段值，构建4张映射表，映射表1存储用户配置过的Lable以及相应的过滤方式，包括在Lable的值所指向的地址写入Lable字段值，以及对SDI字段和SSM字段的组合过滤方式；映射表2存储对Lable字段、SDI字段和SSM字段过滤的配置；映射表3存储对Lable字段、SSM字段过滤的配置；映射表4存储对Lable字段、SDI字段过滤的配置；
然后，数据过滤
根据从实时数据中提取的Lable字段值，在映射表1中查找Lable字段值是否存在，若该字段值为假，则丢弃该数据；若该字段值为真，结合与SDI、SSM字段的组合过滤方式，进入对应的映射表2、映射表3或映射表4；其中，当过滤方式为Lable字段、SDI字段和SSM字段均需要过滤时，根据Lable字段、SDI字段和SSM字段值组合后的数据作为地址在映射表2中寻址，若寻址得到的值为假则丢弃该数据，若寻址得到的值为真则保留该数据；当过滤方式为Lable字段和SSM字段需要过滤时，根据Lable字段和SSM字段值组合后的数据作为地址在映射表3中寻址，若寻址得到的值为假则丢弃该数据，若寻址得到的值为真则保留该数据；当过滤方式为Lable字段和SDI字段需要过滤时，根据Lable字段和SDI字段值组合后的数据作为地址在映射表4中寻址，若寻址得到的值为假则丢弃该数据，若寻址到值为真则保留该数据；
将过滤出来的ARINC429数据按照指定的格式和地址重新发回到FPGA的缓存电路中，待机载测试系统背板总线读取，从而完成对机载八通道ARINC429数据字的实时采集与过滤。
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