DSP在航空电子通信中的应用分析

蔡道黉

（中国商飞民用飞机试飞中心，上海 200232）

随着我国航空事业的不断发展，传统的信息处理方式已很难满足航空电子通信系统的需求，通过在航空电子通信系统中引入DSP数字信号处理器，其具备的强大的信息接收集处理能力有效解决了传统信息处理的弊端，有效提升了系统信号接收传递的可靠性与稳定性，对于推动了我国航空事业实现可持续发展具有重要意义。

1 DSP数字信号处理器概述

DSP数字信号处理器又被称为微处理器，主要功能即是对信号进行相应处理，满足人类生产发展需求。简单来说，DSP数字信号处理器主要通过数值计算的方式实现对信号处理加工，其作为计算机所特有的一种芯片，可以对信号进行实时处理，具有体积小、消耗功率低、运算速度快等优点，在众多领域的通信系统中得到了广泛的应用。航空电子通信系统在整体设计方面对于信息处理的安全性、稳定性、效率性要求较高，基于DSP数字信号处理器特点，其在航空领域中的应用优势逐渐凸显，通过在航空电子通信系统设计中应用DSP数字信息处理技术，对于我国航空电子通信发展具有重要的意义。

2 航空总线通信系统存在问题

信息传输问题。当下对于航空电子通信系统的通信接口部分来说，很多都是采用单片机作为其控制器，但由于单片机在运行过程中指令周期比较长，从而导致飞机在航行过程中信息传输速度受到一定限制，难以满足实际的信息传输需求。

信息数据格式兼容问题。当下航空电子通信系统设计多是针对一些特定的总线，并且由于系统接口由不同厂家生产，因此具有数据格式不统一兼容性差等问题，从而对不同总线之间的信息交流造成不利影响。

数据传输码率问题。由于现代飞机航行距离较远，高空飞行遇到的不可控因素较多，因此对于飞机电子通信系统要求较高，需要信息的传输、处理、分发具有极高的稳定可靠性，然而当下飞机电子通信系统普遍存在的一个问题是信息错误码率较高，致使信息传输稳定性及准确性造成严重影响。

基于上述种种问题，可以在航空电子通信系统中引入DSP芯片技术，在DSP自身性能优势的影响下，通过设计基于DSP的航空电子通信系统，可以使得上述问题得到有效的解决。

3 基于DSP的航空电子通信系统的软硬件设计

3.1 硬件设计

控制模块设计。控制模块作为航空电子通信系统的核心，主要由DSP芯片与周围功能单元体组成。在选择DSP芯片时，一般会选择TMS320系列的TMS320LF2407A芯片，该芯片能耗低，性能较高，能够与航空电子通信系统相适应，实现控制机载总线数据通信、存储、处理功能。

上位机与下位机通信模块设计。在设计上位机与下位机通信模块时，主要通过对RAM技术加以利用，保证双CPU之间顺利实现通信。通常情况下，一个通信系统只有一个CPU，而基于航空通信系统特殊性，其需要实现天与地面之间的信号沟通传递功能，因此采用双CPU运行控制模式，结合相应技术，使得CPU之间可实现信息传递与共享，从而提升其访问便捷性，促进信息提取准确性提升。

ARINC429总通信模块设计。该模块作为航空电子通信系统重要的硬件组成部分，主要功能是保证系统各个部分能够实现信息准确传输。对于ARINC429总通信模块来说，其一般由两部分组成，一部分是信息接收器，另一部分是信息发送器。其中信息接收器负责采集、过滤信息，信息发送器负责传递信息，两者各司其职，确保信息传递更加高效便捷。具体来说，即是由信息接收器接受数据串，并经过转化、过滤，实现信息发送的并串转换，为信息发送提供了有力的保证。

LON WORKS数据通信模块设计。针对该模块设计首先需要做好主控制器选择，一般会选择FT3150智能手法器作为控制器，主要功能是实现模块数据的同步采集，并有效实现模块数据的传递，使得DSP芯片作用得以有效发挥。与此同时，通过延伸PC记得串行接口，从而使得该模块所采集的数据直接上传上位机，有效避免传统信息传递出现的不准确、丢失问题，极大提升了信息传递的稳定性。

3.2 软件设计

软件设计一般在硬件设计基础上进行，通过做好软件设计工作，可以有效保证航空电子通信系统具备良好的稳定性、实效性及可维护性。具体来说，需要DSP数字信号处理器在航空电子通信系统中在较短的时间内完成信息处理工作。例如在完成相应信息接收之后，快速处理信息，并进行逻辑判断，最终实现对应控制信号的输出。这整个过程应在极短的时间内完成，才能够保证系统信息处理的实效性加以凸显。

在可靠性方面，主要针对系统出现故障问题而言，当基于DSP下的航空通信系统设计面临故障问题时，能够及时作出响应，并结合实际采取一些列自动化策略，最大限度的降低故障对系统运行带来的影响。最后在可维护性方面，由于航空通信系统涉及到的设备精密性较高，在设计过程中需要相应软件除了能够完全贴合相应设备需求，还能够对相应设备进行调试与修改，从而在相应软件的支持下在不影响整体系统设备运行的前提下实现相关设备的维护。

4 基于DSP的航空电子通信系统调试

任何精密的系统设计都会存在瑕疵，而调试的目的即是在系统运行中及时将问题查找出来加以解决，避免在后续运行中酿成更大的损失，有效保证系统的安全稳定运行。由于航空电子通信系统本身较为复杂，在融入DSP数字信号处理器后，更加剧了这一复杂性，同时系统调试带来了巨大的挑战。基于DSP的航空电子通信系统调试一般包含多个方面，例如需要检测电路板裸板、检查电源输出、检查DSP工作状态、测试RAM读写等，只有保证上述内容调试得到有效落实，才能够确保系统能够平稳、安全的运行。除此之外，基于DSP的航空电子通信系统调试不仅包含内容调试，同时也涉及到一定的系统维护。一旦在调试中发现问题，需要及时进行维护调整。系统调试既可以是整个系统，也可以是系统的一部分，因此在进行系统调试方案设计时，应保证方案设计具有良好的针对性。

5 结束语

通过在航空电子通信系统中应用DSP数字信号处理器，基于DSP数字信号处理器自身优势，可以有效提升航空电子通信系统的信息处理能力。在实际进行基于DSP的航空电子通信系统设计研究时，应充分结合DSP自身优势及特点，保证设计的科学合理性，以促使航空电子通信系统运行更加高效平稳。