远程数据集中器

摘要

本发明公开了一种远程数据集中器，包含ARINC429数据接收逻辑、ARINC429接收FIFO、ARINC429双口BRAM和数据流向控制模块，ARINC429数据接收逻辑用于将数据帧存入ARINC429接收FIFO；数据流向控制模块用于判断ARINC429接收FIFO内部是否有ARINC429数据帧，若有则读出数据帧，并根据数据帧中的标签号将数据存入ARINC429双口BRAM的相应缓存地址内，并向上层软件给出相应标签号有数据的标识；当数据流向控制模块接收到上层软件对某标签号的数据帧请求时，从ARINC429双口BRAM的相应缓存地址内读出数据帧传送给上层软件。本发明缩小了上层软件的转发时间。

权利要求

1.一种远程数据集中器，包含ARINC429逻辑模块和ARINC825通信模块，ARINC429逻辑模块包含若干个ARINC429接收模块，每个ARINC429接收模块用于接收一路ARINC429数据，ARINC825通信模块包含ARINC825接收数据控制模块、接收状态寄存器和ARINC825双口BRAM；其特征在于：

ARINC429接收模块包含ARINC429数据接收逻辑、ARINC429接收FIFO、ARINC429双口BRAM和数据流向控制模块，所述ARINC429数据接收逻辑用于接收ARINC429总线上过来的ARINC429数据帧，并将ARINC429数据帧存入ARINC429接收FIFO；

ARINC429双口BRAM被划分成若干个缓存，每个缓存地址对应ARINC429数据帧中的一个标签号；

数据流向控制模块用于判断ARINC429接收FIFO内部是否有ARINC429数据帧，若有则读出ARINC429数据帧，并根据ARINC429数据帧中的标签号将数据存入ARINC429双口BRAM的相应缓存地址内，并向上层软件给出相应标签号有数据的标识；当数据流向控制模块接收到上层软件对某标签号的ARINC429数据帧请求时，从ARINC429双口BRAM的相应缓存地址内读出ARINC429数据帧传送给上层软件；

ARINC825双口BRAM被划分成若干缓存，每个缓存地址用于存储一个CAN扩展帧；

ARINC825接收数据控制模块将从外部协议芯片接收的CAN扩展帧填入ARINC825双口BRAM中的一个缓存地址，并在接收状态寄存器中对应缓存地址的寄存器标志成有数据及填入CAN扩展帧的ID号；当上层软件从接收缓存双口BRAM中某个缓存地址取走数据后，ARINC825接收数据控制模块将接收状态寄存器中对应缓存地址的寄成器标志成无数据。

2.根据权利要求1所述的一种远程数据集中器，其特征在于ARINC429逻辑模块还包含ARINC429发送模块，ARINC429发送模块包含ARINC429发送FIFO和ARINC429数据发送逻辑，ARINC429数据发送逻辑用于先判断ARINC429发送FIFO中是否有上层软件存入的ARINC429数据帧，若有则读出并发送到ARINC429总线上。

3.根据权利要求1所述的一种远程数据集中器，其特征在于ARINC825通信模块还包含ARINC825发送数据控制模块和ARINC825发送数据缓存FIFO；

ARINC825发送数据控制模块用于先判断ARINC825发送数据缓存FIFO是否有上层软件存入的CAN扩展帧，若有则读出并发送给外部协议芯片。

说明书

远程数据集中器

技术领域

[0001] 本发明涉及航空电子产品领域，特别涉及一种远程数据集中器，通过改变缓存结构提高数据转发效率。

背景技术

[0002] 远程数据集中器(RDC)，最早由波音公司提出，目前被广泛应用于民用飞机、运输飞机等航电系统中，A380和B737均采用了该技术。在飞机航电系统高度综合化(IMA架构)的
背景下，越来越多的飞机采用了远程数据接口单元，远程数据接口单元作为遍布飞机各个
位置的重要数据节点，它替代了传统的专用信号线路，并且有利于器件分离，使子系统、传
感器以及效应器的布线和重量减至最少，易于系统更新，对航空系统的可靠性、可维护性、
通用性等方面有着重要的意义。

[0003] 在RDC产品中会包含有ARINC429和ARINC825通讯接口，在接收数据时，底层FPGA逻辑将接收到的数据在FPGA内部暂作缓存，之后供CPU软件来读取。

[0004] 其中ARINC429会有多路数据接收，每一路接收数据会对应多个label号的ARINC429数据，在RDC产品的转发需求中有要求按照某个周期将某路

[0005] ARINC429数据中的某个label号数据进行转发。参见图1所示，传统的RDC产品给每路ARINC429数据只配置一个FIFO缓存，会增加上层软件在某个时刻获取某个特定label号
数据的难度。

[0006] 同样的ARINC825也有多路传输，每一路接收数据会对应多个ID号的ARINC825数据，在RDC产品的转发需求中有要求按照某个周期将某路

[0007] ARINC825数据中的某个特定ID号的数据进行转发。传统的RDC产品给每路ARINC825数据只配置一个FIFO缓存，会增加CPU软件在某个特定时刻获取某个特定ID号数
据的难度。

[0008] 我国自主设计的民用飞机C919大量使用了远程数据接口单元，但是该产品均来源于国外货架产品并且内部设计不透明，这不利于航空产业的自主可控。本发明依托某型民
用运输机项目，在整体航电系统采用IMA架构的前提下，设计并实现一种可靠性高、通用性
强、可配置的远程数据接口单元，实现多种数据之间的实时转换转发。

发明内容

[0009] 本发明的发明目的在于提供一种远程数据集中器，通过对底层逻辑的完善使上层应用软件及时的获取数据，减少应用软件的复杂度及调度，缩小应用软件的转发时间，提高
RDC产品的转发性能。

[0010] 本发明的发明目的通过以下技术方案实现：

[0011] 一种远程数据集中器，包含ARINC429逻辑模块，ARINC429逻辑模块包含若干个ARINC429接收模块，每个ARINC429接收模块用于接收一路ARINC429数据，ARINC429接收模
块包含ARINC429数据接收逻辑、ARINC429接收FIFO、ARINC429双口BRAM和数据流向控制模
块；

[0012] ARINC429数据接收逻辑用于接收ARINC429总线上过来的ARINC429数据帧，并将ARINC429数据帧存入ARINC429接收FIFO；

[0013] ARINC429双口BRAM被划分成若干个缓存，每个缓存地址对应ARINC429数据帧中的一个标签号；

[0014] 数据流向控制模块用于判断ARINC429接收FIFO内部是否有ARINC429数据帧，若有则读出ARINC429数据帧，并根据ARINC429数据帧中的标签号将数据存入ARINC429双口BRAM
的相应缓存地址内，并向上层软件给出相应标签号有数据的标识；当数据流向控制模块接
收到上层软件对某标签号的ARINC429数据帧请求时，从ARINC429双口BRAM的相应缓存地址
内读出ARINC429数据帧传送给上层软件。

[0015] ARINC429逻辑模块还包含ARINC429发送模块，ARINC429发送模块包含ARINC429发送FIFO和ARINC429数据发送逻辑，ARINC429数据发送逻辑用于先判断ARINC429发送FIFO中
是否有上层软件存入的ARINC429数据帧，若有则读出并发送到ARINC429总线上。

[0016] 远程数据集中器还包含ARINC825通信模块，ARINC825通信模块包含ARINC825接收数据控制模块、接收状态寄存器和ARINC825双口BRAM；

[0017] ARINC825双口BRAM被划分成若干缓存，每个缓存地址用于存储一个CAN扩展帧；

[0018] ARINC825接收数据控制模块将从外部协议芯片接收的CAN扩展帧填入ARINC825双口BRAM中的一个缓存地址，并在接收状态寄存器中对应缓存地址的寄存器标志成有数据及
填入CAN扩展帧的ID号；当上层软件从接收缓存双口BRAM中某个缓存地址取走数据后，
ARINC825接收数据控制模块将接收状态寄存器中对应缓存地址的寄成器标志成无数据。

[0019] ARINC825通信模块还包含ARINC825发送数据控制模块和ARINC825发送数据缓存FIFO；

[0020] ARINC825发送数据控制模块用于先判断ARINC825发送数据缓存FIFO是否有上层软件存入的CAN扩展帧，若有则读出并发送给外部协议芯片。

[0021] 本发明的有益效果在于：

[0022] 本发明为智能RDC及其他远程接口类产品的功能提供了设计实现的方法和思路，在保证可靠性、安全性的前提下，具有较强的通用性。ARINC429逻辑模块、ARINC825通信模
块作为底层逻辑对其进行完善有利于上层应用软件及时的获取数据，减少应用软件的复杂
度及调度，缩小应用软件的转发时间，提高RDC产品的转发性能。

附图说明

[0023] 图1为传统远程数据集中器中ARINC429接口的收发原理示意图。

[0024] 图2为实施例所示远程数据集中器中单路ARINC429接收原理框图。

[0025] 图3为实施例所示远程数据集中器中多路ARINC429接收原理框图。

[0026] 图4为实施例所示远程数据集中器中ARINC825收发原理框图。

具体实施方式

[0027] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

[0028] 本实施例所示的远程数据集中器的底层模块包含ARINC429逻辑模块和ARINC825通信模块。

[0029] ARINC429逻辑模块包含若干个ARINC429接收模块，参见图2所示，每个ARINC429接收模块用于接收一路ARINC429数据，ARINC429接收模块包含ARINC429数据接收逻辑、
ARINC429接收FIFO、ARINC429双口BRAM和数据流向控制模块。

[0030] ARINC429数据接收逻辑用于接收ARINC429总线上过来的ARINC429数据帧，并将ARINC429数据帧存入ARINC429接收FIFO。

[0031] ARINC429双口BRAM内部根据每一路ARINC429的标签号(label号)划分了256个地址缓存区，每一个缓存区的大小为16，每一个缓存地址依次对应一个标签号。

[0032] 数据流向控制模块用于判断ARINC429接收FIFO内部是否有ARINC429数据帧，若有则读出ARINC429数据帧，并根据ARINC429数据帧中的标签号将数据存入ARINC429双口BRAM
的相应缓存地址内，并向上层软件给出相应标签号有数据的标识；当数据流向控制模块接
收到上层软件对某标签号的ARINC429数据帧请求时，从ARINC429双口BRAM的相应缓存地址
内读出ARINC429数据帧传送给上层软件。

[0033] 对于上层软件来说，可以看做ARINC429逻辑模块内部给每一个通道设置了256个深度为16的fifo，每一个fifo对应一个lable号的数据。

[0034] 当例化多路ARINC429接收模块时，逻辑设计框图如图3所示，在与AXI总线接口处增加通道切换模块，上层软件可通过此通道切换模块来切换读取每一路的数据标志，使能
想读的label号，来读取不同通道的不同label号数据。

[0035] 整个ARINC429接收逻辑模块可被配置是按照通道号接收数据还是按照label号接收数据。

[0036] ARINC429逻辑模块还包含ARINC429发送模块，ARINC429发送模块与传统的ROC产品相似，包含ARINC429发送FIFO和ARINC429数据发送逻辑，ARINC429数据发送逻辑用于先
判断ARINC429发送FIFO中是否有上层软件存入的ARINC429数据帧，若有则读出并发送到
ARINC429总线上。

[0037] ARINC825通信模块的设计框图如图4所示，ARINC825通信模块包含ARINC825接收数据控制模块、接收状态寄存器和ARINC825双口BRAM、ARINC825发送数据控制模块和
ARINC825发送数据缓存FIFO。

[0038] ARINC825通信模块支持两种工作模式。可由上层软件写命令来配置选择。

[0039] 第一种模式，上层软件可实时控制SJA1000协议芯片。ARINC825通信模块仅作控制信号的读写时序处理，保证上层软件与协议芯片之间读写数据没有问题。

[0040] 第二种模式，由ARINC825通信模块来直接控制协议芯片进行数据收发，上层软件将要收发的数据缓存在ARINC825通信模块内部。首先，上电后ARINC825通信模块默认工作
在第一种模式下，由上层软件直接控制协议芯片进行初始化操作；然后上层软件设置逻辑
切换到第二种模式下；当要发送数据时，主控软件将要发送的数据根据固定的格式填入
ARINC825发送数据缓存FIFO(位宽104bit，深度32)，ARINC825发送数据控制模块先判断
ARINC825发送数据缓存FIFO是否有上层软件存入的CAN扩展帧，若有则读出并发送给外部
协议芯片。接收数据时，ARINC825接收数据控制模块将从外部协议芯片接收的CAN扩展帧填
入ARINC825双口BRAM中的一个缓存地址；ARINC825双口BRAM内定义50个缓存地址，每一个
缓存地址数据位宽104位，可支持存储一帧完整的can扩展帧，当某个缓存地址填入数据时，
ARINC825接收数据控制模块在接收状态寄存器中对应缓存地址的寄存器标志成有数据及
填入CAN扩展帧的ID号；当上层软件从接收缓存双口BRAM中某个缓存地址取走数据后，
ARINC825接收数据控制模块将接收状态寄存器中对应缓存地址的寄成器标志成无数据。

[0041] 可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保
护范围。