大型民用飞机航电系统总线激励技术的探究

花明颖

摘要：飞机航电系统就是指航空电子系统，其是当前许多民航飞机中的重要系统，系统当中包含了多种机载设备，这些设备之间需通过航空总线来进行数据的交互，作用于总线的激励信号是关键。

关键词：民航;航电系统;总线激励

引言：

对航电系统的总线激励技术开展研究的目的是为了提升航电系统集成验证的水平，随着当前航空领域的发展，这些研究也正在不断深入。本文通过分析航电系统总线激励技术的功能需求，进一步分析了通用型航电总线激励系统的设计。

1.航电系统总线激励技术的功能需求

飞机航电系统在进行设计和开发的过程中，需要对整体系统进行仿真验证才能够投入运用。系统中的有着许多类型航电组件，在进行集中验证的过程中，需要保证所有航电组件都能接收到激励信号同时能够发出对应的响应信号，而这些信号本身有着复杂联系，因此针对于不同型号飞机的航电系统，往往采用专属的航电总线激励技术，所开发的激励系统不具备扩展性以及通用性。基于以上情况，设计出一种通用性较强的航电总线激励系统成为备受关注的研究，从功能方向上来看，设计完成后的系统功能需求主要是能够保证各类型航电组价能够实现相互数据和信息传输，以便于更好地提供激励信号，以往的激励系统当中，尽管是进行系统的仿真验证，但也应当连接真实的航电组件到物理接口，因此在进行通用型总线激励系统设计时，应当要保证可以采用仿真组件进行代替，促进仿真验证工作的高效完成[1]。

2.大型民用飞机航电总线激励系统的设计

在设计大型民用飞机航电总线激励系统的过程中，首先需建立其层次抽象模型结构，航电系统总线激励技术所构成的系统当中，可以抽象划分为四个层次，其分别为功能应用层、参数变换层、通道映射层以及物理资源层。在其功能应用层当中，包括着多种功能模块，功能之间也是具有着联系;参数变换层则是负责编码操作和解码操作;通道映射层具有着映射功能，能够将总线通道映射到物理资源层当中;物理资源层主要是插入多种通信板卡，进行相关数据的发送以及接收。整体系统的设计模型为纵向结构，最底层为物理资源层，最上层为功能应用层。

2.1系统的功能应用层

航电总线激励技术系统中额功能应用层主要是具有逻辑化处理响应参数和激励参数的功能。整体功能应用层主要包括激励控制模块以及响应显示模块，其中，激励控制模块先是将输入的参数信息以及航电组件的响应参数进行准确获取，然后结合航电逻辑对参数进行处理获得激励参量，再将激励参量传到激励变化层开展参量编码，最后会获得航电总线的数据，总线数据还会经过映射处理，然后会经由物理资源层传输到航电系统总线当中。而响应显示模块当中，具体操作的流程为先对航电总线数据进行有效接收，再经过通道映射处理，将其处理为逻辑通道，选择合适的总线解码方式来解码总线数据，获得相应的响应参量，最后将其传输到功能应用层进行航电逻辑处理并在相关交互界面上直接显现出来。除此之外，功能应用层还包括着总线监视模块，其具体的功能是对所有航电系统总线数据开展监视工作，不管是系统本身发送还是接收的相关总线数据，都在实际监视的范畴当中，且最后会将原始数据整理统计[2]。

2.2系统的参数变换层

航电总线激励系统中的参数变换层主要功能为编码处理及解码处理航电总线参数。在进行编码或是解码离散量信号时的具体操作是颇为简单的，但若是ARINC429类型的飞机航空总线，其相关数据的编码与解码，需要遵循相应的规范要求，具体操作有些复杂化，而AFDX类型的飞机航空总线，其数据的编码与解码操作，主要是依据ARINC664的规范要求。编码与解码中除了基于对应的规范要求，还应当以相关型号民航飞机航电系统的ICD文件作为重要依据，但ICD文件本身的制定也是结合了ARINC规范内容，有一些特殊性内容可能在ARINC规范文件当中未进行详细说明，因此还需格外注意。ARINC429航电系统总线数据字的类型包括离散数据、字符数据、BCD数据以及BNR数据等等，针对于不同类型的数据字，在进场编码与解码操作时的方法也不完全相同。而AFDX类型的航空总线数据在进行编码和解码时，主要是基于相关ICD文件对有效荷载部分处理。

2.3系統的逻辑映射层

航电总线激励系统的结构当中，逻辑映射层也是重要组成。其主要功能是将系统中的物理资源模块和业务逻辑模块隔离开，同时还提供着统一的收发接口，确保上层功能能够充分实现。物理资源层会将相关总线数据信息接收，而逻辑映射层则对其接收到的数据进行采集，然后经过统一的收发接口来传递给上层。同时，逻辑映射层也能够从上层接收到数据信息，然后将通过物理资源层来实现传输。逻辑映射层的另一项功能就是具有映射功能，主要是对物理通道和逻辑通道进行映射。

2.4系统的物理资源层

航电总线激励系统层次抽象化模型结构当中，物理资源层是最底层的结构，其功能包括接收以及发送航电总线数据，功能模块即为接收与发送数据信息的硬件平台。在大型民用飞机航电总线激励系统当中，其数据计算资源主要选择工业控制计算机，实际进行操作时，先在工业控制计算机上插入航电总线的通信板卡，可以为PCI卡或是PCIe卡，然后再将其接入配线架中，连接相关航电组件，即构成了整个物理资源层架构。该系统的硬件平台设施可选择PXI机箱，这种机箱的结构内部存在着多种PXI接口，可直接插入各种类型的航电总线通信板卡，同时内部结构中存在着控制器装置，将会作为系统的重要计算资源。

在整体系统设计完成后，还需进行集成测试，主要是对电气性能的符合性以及信号数据的符合性开展测试，判断系统扩展性与通用性是否达到预期。

结论：综上所述，飞机航电系统总线激励技术主要是用于仿真验证航电系统的可靠性，确保其设计符合要求，而以往的该项技术针对不同型号飞机都是采用不同系统，因此，本文研究了通用型的大型民用飞机航电总线激励系统，在开发设计时，需先建立抽象层次模型，然后对不同层次根据功能需要开展设计。

参考文献：

[1]马腾达，樊智勇，王凯.大型民用飞机航电系统总线激励技术的研究[J].现代电子技术，2019，40（08）：125-128.

[2]谢前进，张梅梅，汪高峰，王利祥.通用的航电系统总线接口仿真平台的设计和应用[J].教练机，2019（02）：49-53.