ARINC 429

ARINC 429

ARINC 429,[1] "Mark33 Digital Information Transfer System(DITS)"은 대부분의 고급 상업 및 수송 [2]항공기에 사용되는 주요 항전 데이터 버스를 위한 항공 라디오 INC(ARINC) 기술 표준으로도 알려져 있다.2선 데이터 버스의 물리적 및 전기적 인터페이스와 항공기의 항전 로컬 영역 네트워크를 지원하기 위한 데이터 프로토콜을 정의합니다.

기술 설명

중간 및 시그널링

ARINC 429는 항공기 항전 장치의 데이터 전송 표준이다.셀프 클로킹, 셀프 동기화 데이터 버스 프로토콜을 사용합니다(Tx와 Rx는 별도의 포트에 있음).물리 접속 와이어는 균형 잡힌 차동 신호를 전달하는 트위스트 페어입니다.데이터 워드의 길이는 32비트이며 대부분의 메시지는 단일 데이터 워드로 구성됩니다.메시지는 버스 메시지를 감시하고 있는 다른 시스템 요소에[3] 12.5 또는 100 kbit/s의 속도로 전송됩니다.송신기는 32비트 데이터 워드 또는 NULL 상태(0V)를 지속적으로 전송합니다.1개의 와이어쌍은 1개의 송신기와 20개 이하의 수신기로 제한됩니다.이 프로토콜은 수신측에서 셀프 클로킹을 허용하므로 클로킹 데이터를 전송할 필요가 없습니다.ARINC 429는 MIL-STD-1553의 대체 수단입니다.

비트 번호, 전송 순서 및 비트 중요도

ARINC 429 전송 유닛은 고정 길이 32비트 프레임으로 표준에서는 이를 '워드'라고 합니다.ARINC 429 워드 내의 비트는 비트 번호1에서 비트 번호32[4] 또는 단순히 비트1에서 비트 32로 시리얼 식별됩니다.ARINC 429 워드의 필드 및 데이터 구조는 이 번호부여에 따라 정의됩니다.

오른쪽에서 왼쪽으로 시간이 진행되는 직렬 프로토콜 프레임을 설명하는 것이 일반적이지만 ARINC 표준 내에서 역순서가 일반적으로 사용됩니다.ARINC 429 워드 전송은 비트1로 시작하여 비트32로 끝나지만 ARINC 429 워드는 비트32에서 비트1 순으로 도해하여[6][7] 기술하는 것이[5] 일반적입니다.간단히 말하면, 32비트 프레임의 비트(첫 번째 송신 비트부터 마지막 송신 비트까지)의 전송 순서는, 종래에는 다음과 같이 그려진다.

첫 번째 비트> 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, ...29, 30, 31, 32 <마지막 비트,

이 시퀀스는 종종 ARINC 429 출판물에 다음과 같은 반대 방향으로 도표화되어 있습니다.

마지막 비트> 32, 31, 30, 29, ...12, 11, 10, 9, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1 <첫 번째 비트.

일반적으로 ARINC 429 워드 형식이 비트 32로 왼쪽에 표시되어 있는 경우 데이터 필드의 숫자 표현은 가장 유의한 비트로 읽힙니다.단, 이 특정 비트순서 표시에서는 라벨필드가 오른쪽의 최상위 비트로 읽힙니다.CAN Protocol [8]Identifier 필드와 마찬가지로 ARINC 429 라벨필드는 가장 중요한 비트가 먼저 전송됩니다.그러나 UART 프로토콜과 마찬가지로 ARINC 429 데이터 필드의 이진 코드 10진수 및 이진수는 일반적으로 최하위 비트 먼저 전송됩니다.

일부 기기[9][10] 공급업체는 비트 전송 순서를 다음과 같이 공개합니다.

첫 번째 비트> 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 9, 10, 11, 12, 13 … 32 <마지막 비트.

이 표현을 사용하는 공급업체는 Label 필드의 비트에 번호를 다시 매겨 해당 필드에 대한 표준의 MSB 1 비트 번호를 LSB 1 비트 번호로 변환했습니다.이 번호 변경은 ARINC 429 표준에 정의된 라벨 표현과 수치 데이터 표현 사이의 "비트 엔디안니스"의 상대적 반전을 강조합니다.주의할 점은 87654321 비트의 넘버링은 디지털기기의 일반적인 76543210 비트 넘버링과 비슷하지만 ARINC 429 Label 필드에 정의되어 있는12345678 비트 넘버링과는 반대로 되어 있다는 점입니다.

이러한 개념적 반전은 과거의 구현 세부 사항도 반영합니다.ARINC 429 트랜시버는 32비트 시프트 [11]레지스터와 함께 구현되어 있습니다.이 시프트 레지스터에 대한 병렬 액세스는 옥텟 지향인 경우가 많습니다.이와 같이 옥텟액세스의 비트순서는 액세스 디바이스의 비트순서로 보통 LSB 0이며, 시리얼 전송은 각 옥텟의 최하위 비트가 먼저 전송되도록 배치된다.그 때문에, 통상, 액세스 디바이스는 「리버스드 라벨」[12]을 쓰거나 읽습니다(예를 들면, 라벨 2138(또는 8B16)을 송신하기 위해서, 비트 반전치16 D1은 라벨 옥텟에 써집니다).새로운 트랜시버 또는 "확장된" 트랜시버는 라벨 필드의 [13]비트 순서를 "하드웨어 내"로 되돌리도록 구성할 수 있습니다.

워드 형식

ARINC 429 워드 형식
P SSM MSB 데이터. LSB SDI LSB 라벨. MSB
32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

각 ARINC 429 워드는 5개의 필드를 포함하는 32비트시퀀스입니다

비트 32는 패리티 비트이며 전송 중에 워드가 손상되거나 왜곡되지 않았는지 확인하기 위해 사용됩니다.모든 ARINC 429 채널은 일반적으로 "홀수" 패리티를 사용합니다. 워드에는 홀수 수의 "1" 비트가 있어야 합니다.이 비트는 워드에서 올바른 비트 수가 1로 설정되도록 0 또는 1로 설정됩니다.
비트 30~31은 Sign/Status Matrix(SSM; 부호/상태 매트릭스)입니다.이 비트들은 특정 워드에 적용되는 특정 데이터 표현에 따라 다양한 인코딩을 가질 수 있습니다.
  • SSM을 사용하는 모든 경우, 이러한 비트는 다음을 나타내도록 부호화될 수 있습니다.
정상 작동(NO) - 이 워드의 데이터가 올바른 데이터로 간주됨을 나타냅니다.
기능 테스트(FT) - 데이터가 테스트 소스에 의해 제공되고 있음을 나타냅니다.
Failure Warning(FW; 장애 경고) - 데이터가 의심되거나 누락되는 원인이 되는 장애를 나타냅니다.
계산 데이터 없음(NCD) - 데이터가 누락되었거나 고장 이외의 이유로 부정확함을 나타냅니다.예를 들어, 자동 조종 명령어는 자동 조종이 켜져 있지 않을 때 NCD로 표시됩니다.
  • BCD(Binary Coded Decimal) 표현의 경우 SSM은 데이터의 기호(+/-) 또는 기호와 유사한 정보(예: 방향(North/South; East/West)를 나타낼 수도 있습니다.이 부호가 표시되었을 경우 SSM은 Normal Operation을 나타내는 것으로 간주됩니다.
  • 부호 있는 이진수(BNR)의 2개의 보완표현의 경우 비트 29는 번호의 부호를 나타냅니다.즉, 이 경우 부호 표시는 비트 29에 위임됩니다.
  • 이산 데이터 표현(비트 필드 등)의 경우 SSM에는 다른 부호 없는 [14]인코딩이 있습니다.
SSM 데이터 의존형 SSM 인코딩:
비트 31 비트 30 BCD 데이터의 서명/상태 매트릭스 BNR 데이터 상태 매트릭스 이산 데이터의 상태 매트릭스
0 0 + 북쪽, 동쪽, 오른쪽, 끝, 위 장애 경고(FW) 확인 데이터, 정상 동작
0 1 계산 데이터(NCD) 없음 계산 데이터(NCD) 없음 계산 데이터(NCD) 없음
1 0 기능 테스트(FT) 기능 테스트(FT) 기능 테스트(FT)
1 1 마이너스, 사우스, 웨스트, 왼쪽, 시작, 아래 통상 동작(NO) 장애 경고(FW)
비트 29 BNR 데이터의 부호 행렬
0 + 북쪽, 동쪽, 오른쪽, 끝, 위
1 마이너스, 사우스, 웨스트, 왼쪽, 시작, 아래
비트 11~29에는 데이터가 포함되어 있습니다.비트필드 이산 데이터, BCD(Binary Coded Decimal) 및 Binary Number Representation(BNR)은 일반적인 ARINC 429 데이터 형식입니다.데이터 형식도 혼재할 수 있습니다.
비트 9 및 10은 Source/Destination Identifier(SDI; 소스/수신처 식별자)로, 대상 수신기를 나타내거나 보다 빈번하게 송신 서브 시스템을 나타낼 수 있습니다.
비트 1~8에는 데이터 유형을 식별하는 8진수(MSB 1 비트 번호부여)로 표현되는 라벨(라벨 워드)이 포함됩니다.

아래 그림은 다음 섹션에서 설명하는 많은 개념의 예를 보여줍니다.이 이미지에서 라벨(260)은 빨간색, 데이터는 파란색-녹색, 패리티 비트는 남색으로 표시됩니다.

An ARINC 429 Word, viewed as a signal, with overlaid decoding
ARINC 429의 예
P SSM MSB 데이터. LSB SDI LSB 라벨. MSB
32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1
1 0 2 3 3 17 0 0 6 2
JOR (1) JOR(0) 모니터 밀리초

라벨

플라이 바이 와이어 항공기의 비행 속도 표시 및 감지 시스템 그림

라벨 가이드라인은 ARINC 429 사양의 일부로 다양한 기기 유형에 대해 제공됩니다.각 항공기는 비행 관리 컴퓨터, 관성 기준 시스템, 항공 데이터 컴퓨터, 레이더 고도계, 라디오, GPS 센서와 같은 다양한 시스템을 포함할 것입니다.각 장비 유형에 대해 표준 매개변수 세트가 정의되며, 이는 모든 제조업체와 모델에서 공통입니다.예를 들어, 모든 공기 데이터 컴퓨터는 항공기의 기압 고도를 라벨 203으로 제공한다.이를 통해 모든 공기 데이터 컴퓨터가 대부분 동일한 방식으로 동작하는 것처럼 부품의 어느 정도 교환이 가능합니다.단, 라벨의 수는 한정되어 있기 때문에 예를 들어 GPS 센서에 의해 송신되는 경우 라벨 203은 전혀 다른 의미를 가질 수 있습니다.그러나 매우 일반적으로 필요한 항공기 매개변수는 선원에 관계없이 동일한 라벨을 사용한다.또한 모든 사양과 마찬가지로 제조사마다 규격 이상의 추가 데이터를 제공하거나 규격에서 권장하는 일부 데이터를 생략하거나 기타 다양한 변경을 가하는 등 정식 사양과 약간의 차이가 있습니다.

간섭으로부터의 보호

항전 시스템은 일반적으로 RTCA DO-160 환경 범주로 명시되는 환경 요건을 충족해야 합니다.ARINC 429는 예를 들어 다른 전송 케이블을 통해 온보드 무선 및 기타 기기에 대한 전자파 간섭을 최소화하기 위해 몇 가지 물리적, 전기적 및 프로토콜 기술을 사용합니다.

케이블은 차폐된 70Ω 트위스트 [1]페어입니다.ARINC 시그널링은 바이폴라 전송 내에서 데이터 A와 데이터 B 레벨 사이의 10Vp 차이를 정의하며(즉, 데이터 A의 5V와 데이터 B의 -5V가 유효한 구동 신호를 구성함), 사양은 허용 전압 상승 및 하강 시간을 정의합니다.

ARINC 429의 데이터 부호화에서는 상보적인 Differential Bolar Return-to-Zero(BPRZ) 전송 파형을 사용하여 케이블 자체로부터의 EMI 방출을 더욱 줄입니다.

개발 도구

ARINC 429 버스를 개발 및/또는 트러블 슈팅할 때 하드웨어 신호를 검사하여 문제를 찾는 것이 매우 중요합니다.프로토콜 분석기는 신호를 수집, 분석, 디코딩 및 저장하는 데 유용합니다.

「 」를 참조해 주세요.

  • ARINC 615는 ARINC 429 물리층 위에 레이어된 고속 데이터 로더 프로토콜을 정의한다.
  • ARINC 629는 AFDX로 대체된 ARINC 429에 대한 고속 멀티 트랜스미터 TDMA 확장을 정의합니다.
  • ARINC 664.7(AFDX 참조)은 Airbus A380 및 Boeing 787과 같은 최신 항공기에서 결정론적 이더넷 네트워크의 사용을 항공 데이터버스로 정의합니다.이 표준에서는 ARINC 429에서 사용되는 것과 같은 개념을 구현하는 가상 포인트 투 포인트 접속을 정의합니다.429와 달리 이들 접속은 물리적으로 존재하지 않고 TDMA 논리 [15]링크로 존재합니다.
  • ARINC 708은 기상 레이더 데이터 전송을 위한 프로토콜을 정의합니다.708 변속기는 MIL-STD-1553의 [16]간략화된 버전이지만 ARINC 708 컴포넌트의 제어는 ARINC 429 [17]라벨을 통해 표준화되었습니다.
  • ARINC 828은 모든 유형의 항공기에 사용되는 전자 비행 가방(EFB) 인터페이스를 정의하며 특히 ARINC 429 인터페이스를 포함합니다.
  • MIL-STD-1553 - "공유 시리얼 버스"를 위한 밀리터리 버스 표준. ARINC 429 대신 자주 사용됩니다.

레퍼런스

  1. ^ a b Steve Woodward (July 11, 2002). Bill Travis (ed.). Circuit transmits ARINC 429 data. EDN Magazine.
  2. ^ "ARINC 429". Archived from the original on 2011-10-29. Retrieved 2011-09-07.
  3. ^ "ARINC 429 Bus Interface" (PDF). Actel. Archived from the original (PDF) on 2009-10-07. Retrieved 2009-06-24.
  4. ^ ARINC Specification 429, Part 1-17. Annapolis, Maryland: Aeronautical Radio, Inc. 2004-05-17. pp. 2–5.
  5. ^ ARINC Specification 429, Part 1-17. Annapolis, Maryland: Aeronautical Radio, Inc. 2004-05-17. pp. 78–116.
  6. ^ ARINC 429 Protocol Tutorial. Avionics Interface Technologies. pp. 13–21.
  7. ^ Novacek, George (May 2001). Communications Protocols in Aeronautics. Circuit Cellar (Online). p. 5.
  8. ^ CAN Specification 2.0, Part B. CAN in Automation. p. 9.
  9. ^ ARINC429 Specification Tutorial. Freiburg, Germany: AIM GmbH. p. 15.
  10. ^ ARINC Protocol Tutorial. Santa Barbara, CA: Condor Engineering, Inc. 2000. p. 9.
  11. ^ HI-8783, HI-8784, HI-8785 ARINC 429 & 561 Interface Device. HOLT Integrated Circuits, Inc. 2009. pp. Figure 1 : Block Diagram.
  12. ^ ARINC 429 Programming Manual. Ballard Technology. pp. A–2.
  13. ^ HI-3584 Enhanced ARINC 429 3.3V Serial Transmitter and Dual Receiver (Rev G.). HOLT Integrated Circuits, Inc. 2013. p. 4.
  14. ^ ARINC Specification 429, Part 1-17. Annapolis, Maryland: Aeronautical Radio, Inc. 2004-05-17. pp. 3–5.
  15. ^ Fuchs, Christian M. (August 2012). "The Evolution of Avionics Networks From ARINC 429 to AFDX" (PDF). Avionics News. Retrieved 10 February 2014.
  16. ^ ARINC Protocol Tutorial (PDF). www.ge-ip.com: GE Intelligent Platforms. 2010. p. 14.
  17. ^ Ingle, Al (August 2008). "ARINC 708" (PDF). Avionics News. Tech Time: Helpful Tips for the Avionics Technician: 62–63. Retrieved 10 February 2014.

외부 링크

Wikimedia Commons에는 ARINC 429 관련 미디어가 있습니다.