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基于嵌入式模块的机载429总线数据测试设备开发与应用研究

摘要近年来，嵌入式总线数据采集模块技术已经广泛应用到机载测试系统

中。本文主要开展了基于实时操作系统的嵌入式模块化机载429总线测试设备功

能开发、编程应用以及测试方法等的研究工作。

关键词嵌入式模块；机载429总线测试；应用研究

0引言

在飞行试验中，航空总线数据的采集、转发、记录属于常见的测试需求。目

前，基于实时操作系统的嵌入式航空总线数据采集模块在体积、功耗和可靠性等

方面较以往采用的基于Windows系统的数据采集系统有着明显的优势，已经在

机载测试领域得到了逐步的应用。

嵌入式航空429总线数据采集模块的核心是可编程的PowerPC处理器，用

于控制429标准总线接口，操作系统为linux系统，具备对总线数据的转发、记

录和独立控制等功能，该模块具备4个429总线接收通道和2个429总线发送通

道，并提供了IRIG时钟信号同步等功能，面向使用者的应用程序的编写和调试

可以通过内置的BTIDriver接口来实现。

本文主要内容是以嵌入式航空429总线数据采集模块为主要硬件平台，开展

的基于实时操作系统的机载429总线测试设备的应用开发和典型功能测试等工

作。

1典型应用需求分析

目前机载总线测试设备针对429总线数据的测试功能主要包括总线数据的

采集转发和记录两方面。采集转发功能是将接收到的航空429总线数据（通常包

括惯性导航系统或大气数据系统输出的载机平台基准信息）按要求协议规定处理

后通过特定的总线通讯格式发送给被试设备，供被试设备实时解算应用。记录功

能则是读取被试设备输出的429总线数据和外部时统数据，并将获取的数据按照

一定格式进行存储记录，飞行后按照事先给定的ICD文件进行解码形成数据文

件，根据数据分析结论对被试设备功能和性能进行考核。机载429总线测试设备

典型应用模式如图1所示。

2应用测试环境设计

在实验室中实现机载429总线测试设备采集转发和记录功能，需要搭建相应

的应用测试环境，设计仿真系统作为实时数据激励源是进行应用测试的前提。

本项目设计了惯性导航系统模拟器，将仿真的惯性导航数据通过429总线发

送给测试设备，经测试设备处理后转化为RS422总线格式输出。接下来设计了

被使设备模拟器，实时接收测试设备转发的RS422数据，为了使整个数据流程

更直观，同时设计了被试设备数据接收显示监控界面。该应用测试环境还接入

IRIG-B（AC）码信号源，给测试设备提供外部时统信号，将记录的数据文件打

上时标，便于事后数据处理系统对测试设备记录的数据进行处理分析。

2.1惯性导航系统模拟器设计

惯性导航系统模拟器在应用测试环境中的作用是充当机载429总线测试设

备的上位机，为总线测试设备提供实时数据激励。该模拟器对ARINC429总线

板卡进行了相应配置，通过软件模拟来实现惯性导航数据的实时发送。该模拟器

具备三种工作模式，分别为系统自测试模式、接收模式、发送模式。在系统自测

试模式中，可通过连接任意两个板卡通道并设置为发送和接收，即可完成对板卡

发送和接收功能的自测试。当该模拟器与真实惯导连接，可设置为接收模式，则

该模拟器变成记录设备，完成对惯导数据的记录与分析。在发送模式中系统可按

给定周期发送21个惯导参数，并将发送的参数进行实时记录用于与记录数据比

对。

2.2被试设备模拟器设计

被试设备模拟器在采集转发功能应用测试中的作用是充当机载429总线测

试设备的下位机，在采集记录功能应用测试中则作为机载429总线测试设备的上

位机。该模拟器用软件配置驱动串行总线板卡，对总线测试设备处理转发的

RS422数据进行实时接收，并按照规定的ICD格式进行解码、显示并记录。同

时为了验证发送和接收的一致性，在发送的数据帧中设有数据帧计数。

3实际应用测试与结果分析

3.1采集转发功能开发和应用测试

采集转发功能用于被试设备输入数据总线形式与机载设备输出数据总线形

式不同的情况。如载机平台的惯性导航系统数据输出总线是ARINC429，而被试

设备数据输入总线是RS422。为了使被试设备获得载机平台的位置和姿态等信息

进行实时解算，需要通过机载