[科普中国]-数据总线可靠性

从总线系统数据的角度看，可靠性可以理解为，对传输过程产生的数据错误的识别能力。残余数据错误的概率可以通过对数据传输可靠性的统计测量获得，数据总线可靠性描述了传送数据被破坏和这种破坏不能被探测出来的概率。

简介该总线是利用MARK33 的数字式信息传输系统，它将飞机的各系统间或系统与设备间通过双绞线互连起来，是各系统间或系统与设备间数字信息传输的主要途径，是飞机的神经网络。ARINC 规范是在ARINC429 的基础上起草的，但又独立于ARINC419。过去许多航空设备采用的航空总线种类各异，很难互相兼容。现在飞机电子系统要求各机载航空设备使用同一的航空总线，方便系统集成。ARINC429 就是在这种需要下形成规范的。ARINC429 具有接口方便、数据传输可靠地特点，目前已经是商务运输航空领域应用最广泛的航空电子总线。

ARINC429 总线采用双角屏蔽线传输信息， 通过一对双绞线反向传输，具有很强的抗干扰能力，而调制方式则采用双绞线归零制的三态编码方式、即信息由“高”、“零”和“低”状态组成的三电平状态调制。ARINC429 总线每一个字为32位， 它的字同步是以传输周期至少4 位的时间间隔也就是4位码字为基准的。1

软件的编程485芯片的软件编程对产品的可靠性也有很大影响。由于485总线是异步半双工的通信总线，在某一个时刻，总线只可能呈现一种状态，所以这种方式一般适用于主机对分机的查询方式通信，总线上必然有一台始终处于主机地位的设备在巡检其它的分机，所以需要制定一套合理的通信协议来协调总线的分时共用。这里采用的是数据包通信方式。通信数据是成帧成包发送的，每包数据都有引导码、长度码、地址码、命令码、内容、校验码等部分组成。其中引导码是用于同步每一包数据的引导头；长度码是这一包数据的总长度；命令码是主机对分机（或分机应答主机）的控制命令；地址码是分机的本机地址号；“内容”是这一包数据里的各种信息；校验码是这一包数据的校验标志，可以采用奇偶校验、和校验等不同的方式。

在485芯片的通信中，尤其要注意对485控制端DE的软件编程。为了可靠的工作，在485总线状态切换时需要做适当延时，再进行数据的收发。具体的做法是在数据发送状态下，先将控制端置“1”，延时1ms左右的时间，再发送有效的数据，一包数据发送结束后再延时1ms后，将控制端置“0”。这样的处理会使总线在状态切换时，有一个稳定的工作过程。

可靠性设计中的保障机制1）采用了主后备的传输机制，保证的数据的有效传输，采用主后备的消息机制用于多个备用源和单个目或多个目的情况，采用适当的裁决机制只允许主或后备源之一的发送器访问总线，一个后备只有在主和其他优先级比它高的后备发送器在预先确定的实践周期保持沉默时才在总线上发送。

2）在发送数据时对4 条总线的数据进行编码，提高数据传输的准确性。同时在接收数据时要对4 条总线接收的数据进行解码并进行这样的比较验证数据的可用性与完整性。采用这样的差错检测机制，使接收数据的可靠性能够得到一定的保障。2

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杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所