ARINC 429

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 2 صور
الموسوعة الحرة

يُعدّ معيار ARINC 429 ، [ 1 ] "نظام نقل المعلومات الرقمية Mark 33 (DITS)"، المعيار التقني لـ ARINC الخاص بناقل بيانات إلكترونيات الطيران السائد المستخدم في معظم الطائرات التجارية وطائرات النقل المتطورة. [ 2 ] وهو يُحدد الواجهات المادية والكهربائية لناقل بيانات ثنائي الأسلاك وبروتوكول بيانات لدعم شبكة المنطقة المحلية لإلكترونيات الطيران في الطائرة .

الوصف الفني

الوسائط والإشارات

ARINC 429 هو معيار لنقل البيانات في إلكترونيات الطيران. يستخدم بروتوكول ناقل بيانات ذاتي التوقيت والتزامن (حيث يكون كل من جهاز الإرسال والاستقبال على منفذين منفصلين). أسلاك التوصيل المادية عبارة عن أزواج مجدولة تحمل إشارات تفاضلية متوازنة . يبلغ طول كلمات البيانات 32 بت، وتتكون معظم الرسائل من كلمة بيانات واحدة. تُرسل الرسائل  بسرعة 12.5 أو 100 كيلوبت/ثانية [ 3 ] إلى عناصر النظام الأخرى التي تراقب رسائل الناقل. يُرسل جهاز الإرسال باستمرار إما كلمات بيانات بطول 32 بت أو حالة NULL (0 فولت). يقتصر كل زوج من الأسلاك على جهاز إرسال واحد وما لا يزيد عن 20 جهاز استقبال. يسمح البروتوكول بالتوقيت الذاتي عند طرف جهاز الاستقبال، مما يُلغي الحاجة إلى إرسال بيانات التوقيت. يُعد ARINC 429 بديلاً لمعيار MIL-STD-1553 .

ترقيم البتات، وترتيب الإرسال، وأهمية البتات

وحدة الإرسال في معيار ARINC 429 عبارة عن إطار ثابت الطول مكون من 32 بت ، ويُشار إليه في المعيار باسم "كلمة". يتم تحديد البتات داخل كلمة ARINC 429 بشكل تسلسلي من البت رقم 1 إلى البت رقم 32 [ 4 ] أو ببساطة من البت 1 إلى البت 32. وتُحدد حقول وبنية بيانات كلمة ARINC 429 بناءً على هذا الترقيم.

على الرغم من شيوع تمثيل إطارات بروتوكول التسلسل الزمني من اليمين إلى اليسار، إلا أن الترتيب العكسي شائع الاستخدام في معيار ARINC. فعلى الرغم من أن إرسال كلمات ARINC 429 يبدأ بالبت 1 وينتهي بالبت 32، إلا أنه من الشائع رسم [ 5 ] ووصف [ 6 ] [ 7 ] كلمات ARINC 429 بالترتيب من البت 32 إلى البت 1. بعبارة أخرى، بينما يُرسم ترتيب إرسال البتات (من أول بت مُرسل إلى آخر بت مُرسل) لإطار 32 بت تقليديًا على النحو التالي:

البت الأول > 1، 2، 3، 4، 5، 6، 7، 8، 9، 10، 11، 12، ... 29، 30، 31، 32 < البت الأخير،

غالبًا ما يتم تمثيل هذا التسلسل بيانيًا في منشورات ARINC 429 في الاتجاه المعاكس كما

البت الأخير > 32، 31، 30، 29، ... 12، 11، 10، 9، 8، 7، 6، 5، 4، 3، 2، 1 < البت الأول.

بشكل عام، عند تمثيل تنسيق كلمة ARINC 429 بالبت 32 على اليسار، تُقرأ التمثيلات الرقمية في حقل البيانات بحيث يكون البت الأكثر أهمية على اليسار. مع ذلك، في هذا الترتيب المحدد للبتات، يُقرأ حقل التسمية بحيث يكون البت الأكثر أهمية على اليمين. وكما هو الحال في حقول مُعرّف بروتوكول CAN ، [ 8 ] تُرسل حقول تسمية ARINC 429 بالبت الأكثر أهمية أولًا. ولكن، كما هو الحال في بروتوكول UART ، تُرسل الأرقام العشرية المشفرة ثنائيًا والأرقام الثنائية في حقول بيانات ARINC 429 عادةً بالبت الأقل أهمية أولًا.

ينشر بعض موردي المعدات [ 9 ] [ 10 ] ترتيب نقل البتات على النحو التالي:

البت الأول > 8، 7، 6، 5، 4، 3، 2، 1، 9، 10، 11، 12، 13 ... 32 < البت الأخير.

قام الموردون الذين يستخدمون هذا التمثيل فعليًا بإعادة ترقيم البتات في حقل التسمية، محولين ترقيم البت الأكثر أهمية (MSB) لهذا الحقل إلى ترقيم البت الأقل أهمية (LSB). يُبرز هذا الترقيم العكس النسبي لترتيب البتات بين تمثيل التسمية وتمثيلات البيانات الرقمية كما هو مُحدد في معيار ARINC 429. ومن الجدير بالذكر أن ترقيم البتات 87654321 يُشابه ترقيم البتات 76543210 الشائع في الأجهزة الرقمية، ولكنه معكوس عن ترقيم البتات 12345678 المُحدد لحقل التسمية في معيار ARINC 429.

يعكس هذا الانعكاس النظري أيضًا تفاصيل التنفيذ التاريخية. تم تنفيذ أجهزة الإرسال والاستقبال ARINC 429 باستخدام مسجلات إزاحة 32 بت . [ 11 ] غالبًا ما يكون الوصول المتوازي إلى مسجل الإزاحة هذا موجهًا نحو الثمانيات . وبالتالي، يكون ترتيب بتات الوصول إلى الثمانيات هو ترتيب بتات الجهاز المُستقبِل، والذي يكون عادةً أقل بت أهمية (LSB) هو 0 ؛ ويتم ترتيب الإرسال التسلسلي بحيث يتم إرسال أقل بت أهمية من كل ثمانيات أولاً. لذلك، في الممارسة الشائعة، يقوم الجهاز المُستقبِل بكتابة أو قراءة "ملصق معكوس" [ 12 ] (على سبيل المثال، لإرسال ملصق 213 8 [أو 8B 16 ]، تُكتب القيمة المعكوسة بتات D1 16 إلى ثمانيات الملصق). يمكن تهيئة أجهزة الإرسال والاستقبال الأحدث أو "المحسّنة" لعكس ترتيب بتات حقل الملصق "في الأجهزة". [ 13 ]

تنسيق Word

تنسيق كلمة ARINC 429
PSSMMSBبياناتLSBمبادرة الدفاع المكانيLSBملصقMSB
3231302928272625242322212019181716151413121110987654321

كل كلمة من كلمات ARINC 429 عبارة عن تسلسل مكون من 32 بت يحتوي على خمسة حقول:

البت رقم 32 هو بت التكافؤ ، ويُستخدم للتحقق من عدم تلف الكلمة أو تشويشها أثناء الإرسال. تستخدم جميع قنوات ARINC 429 عادةً تكافؤًا فرديًا - أي يجب أن يكون عدد البتات التي قيمتها "1" فرديًا في الكلمة. يتم ضبط هذا البت على 0 أو 1 لضمان ضبط العدد الصحيح من البتات على 1 في الكلمة.
البتات من 30 إلى 31 هي مصفوفة الإشارة/الحالة (SSM) - قد تحتوي هذه البتات على ترميزات مختلفة تعتمد على تمثيل البيانات المحدد المطبق على كلمة معينة:
  • في جميع الحالات التي تستخدم SSM، يمكن ترميز هذه البتات للإشارة إلى:
التشغيل العادي (NO) - يشير إلى أن البيانات الواردة في هذه الكلمة تعتبر بيانات صحيحة.
الاختبار الوظيفي (FT) - يشير إلى أن البيانات يتم توفيرها من مصدر اختبار.
تحذير الفشل (FW) - يشير إلى حدوث عطل يتسبب في أن تكون البيانات مشكوكًا فيها أو مفقودة.
عدم وجود بيانات محسوبة (NCD) - يشير هذا إلى أن البيانات مفقودة أو غير دقيقة لسبب ما غير عطل. على سبيل المثال، ستظهر أوامر الطيار الآلي على أنها NCD عندما يكون الطيار الآلي غير مُفعّل.
SSMترميزات SSM المعتمدة على البيانات:
البت 31البت 30مصفوفة الإشارة/الحالة لبيانات BCDمصفوفة الحالة لبيانات BNRمصفوفة الحالة للبيانات المنفصلة
00بالإضافة إلى، شمال، شرق، يمين، إلى، أعلىتحذير من الفشل (FW)بيانات تم التحقق منها، عملية تشغيل عادية
01لا توجد بيانات محسوبة (NCD)لا توجد بيانات محسوبة (NCD)لا توجد بيانات محسوبة (NCD)
10الاختبار الوظيفي (FT)الاختبار الوظيفي (FT)الاختبار الوظيفي (FT)
11ناقص، جنوب، غرب، يسار، من، أسفلالتشغيل العادي (NO)تحذير من الفشل (FW)
البت 29مصفوفة الإشارة لبيانات BNR
0بالإضافة إلى، شمال، شرق، يمين، إلى، أعلى
1ناقص، جنوب، غرب، يسار، من، أسفل
تحتوي البتات من 11 إلى 29 على البيانات. وتُعدّ بيانات الحقول البتية المنفصلة، ​​والترميز العشري الثنائي (BCD)، وتمثيل الأرقام الثنائية (BNR) من تنسيقات بيانات ARINC 429 الشائعة. كما يمكن دمج تنسيقات البيانات المختلفة.
البتات 9 و 10 هي معرفات المصدر / الوجهة (SDI) وقد تشير إلى جهاز الاستقبال المقصود أو، في أغلب الأحيان، تشير إلى النظام الفرعي للإرسال.
تحتوي البتات من 1 إلى 8 على تسمية (كلمات التسمية)، معبر عنها بالنظام الثماني ( ترقيم البت الأكثر أهمية 1 )، والتي تحدد نوع البيانات.

تُجسّد الصورة أدناه العديد من المفاهيم الموضّحة في الأقسام المجاورة. في هذه الصورة، يظهر المُلصق (260) باللون الأحمر، والبيانات باللون الأزرق المخضر، وبت التكافؤ باللون الأزرق الداكن.

كلمة ARINC 429، تُعرض كإشارة، مع فك تشفير متراكب
كلمة ARINC 429، تُعرض كإشارة، مع فك تشفير متراكب
مثال ARINC 429
PSSMMSBبياناتLSBمبادرة الدفاع المكانيLSBملصقMSB
3231302928272625242322212019181716151413121110987654321
10010001100011000100010000001101
10233170062
اليوم (1)اليوم (0)شهرأجزاء من الثانية

الملصقات

رسم توضيحي لنظام عرض وكشف سرعة الهواء في الطائرات ذات التحكم الإلكتروني

تُقدَّم إرشادات وضع العلامات كجزء من مواصفات ARINC 429، لأنواع مختلفة من المعدات. تحتوي كل طائرة على عدد من الأنظمة المختلفة، مثل حواسيب إدارة الطيران ، وأنظمة الملاحة بالقصور الذاتي ، وحواسيب بيانات الهواء ، ومقاييس الارتفاع الرادارية ، وأجهزة الراديو ، ومستشعرات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) . لكل نوع من المعدات، تُحدَّد مجموعة من المعايير القياسية المشتركة بين جميع الشركات المصنعة والطرازات. على سبيل المثال، يُقدِّم أي حاسوب لبيانات الهواء الارتفاع البارومتري للطائرة كعلامة 203. يسمح هذا بدرجة من التبادل بين الأجزاء، حيث تعمل جميع حواسيب بيانات الهواء، في الغالب، بنفس الطريقة. مع ذلك، يوجد عدد محدود من العلامات، لذا قد يكون للعلامة 203 معنى مختلف تمامًا إذا أُرسِلت من مستشعر GPS، على سبيل المثال. ومع ذلك، تستخدم معايير الطائرة الشائعة الاستخدام نفس العلامة بغض النظر عن المصدر. أيضًا، كما هو الحال مع أي مواصفات، لكل شركة مصنعة اختلافات طفيفة عن المواصفات الرسمية، مثل توفير بيانات إضافية تتجاوز المواصفات، أو حذف بعض البيانات الموصى بها في المواصفات، أو تغييرات أخرى متنوعة.

الحماية من التداخل

يجب أن تستوفي أنظمة إلكترونيات الطيران المتطلبات البيئية، والتي تُحدد عادةً وفقًا لفئات RTCA DO-160 البيئية. يستخدم معيار ARINC 429 العديد من التقنيات الفيزيائية والكهربائية والبروتوكولية لتقليل التداخل الكهرومغناطيسي مع أجهزة الراديو الموجودة على متن الطائرة وغيرها من المعدات، على سبيل المثال عبر كابلات نقل أخرى .

كابلاتها عبارة عن زوج ملتوي محمي بمقاومة 78 أوم . [ 1 ] تحدد إشارة ARINC  فرقًا قدره 10 فولت ذروة بين مستويي البيانات A والبيانات B ضمن الإرسال ثنائي القطب (أي أن 5  فولت على البيانات A و-5  فولت على البيانات B تشكل إشارة قيادة صالحة)، وتحدد المواصفات أوقات ارتفاع وانخفاض الجهد المقبولة.

يستخدم ترميز البيانات في ARINC 429 شكل موجة إرسال ثنائية القطب تفاضلية تكميلية للعودة إلى الصفر (BPRZ)، مما يقلل بشكل أكبر من انبعاثات EMI من الكابل نفسه.

أدوات التطوير

عند تطوير أو استكشاف أخطاء ناقل ARINC 429 وإصلاحها، يُعد فحص إشارات الأجهزة أمرًا بالغ الأهمية لتحديد المشكلات. ويُفيد محلل البروتوكولات في جمع الإشارات وتحليلها وفك تشفيرها وتخزينها.

انظر أيضاً

  • يحدد معيار ARINC 615 بروتوكول تحميل بيانات عالي السرعة مبني على الطبقة الفيزيائية لمعيار ARINC 429.
  • يحدد معيار ARINC 629 امتدادًا عالي السرعة ومتعدد الإرسال بتقنية TDMA لمعيار ARINC 429، والذي تم استبداله بمعيار AFDX .
  • يُعرّف الجزء السابع من معيار ARINC 664 استخدام شبكة إيثرنت حتمية كناقل بيانات إلكتروني في الطائرات الحديثة مثل إيرباص A380 وبوينغ 787. ويُعرّف هذا المعيار اتصالات افتراضية من نقطة إلى نقطة تُطبّق المفهوم نفسه المُستخدم في معيار ARINC 429. وعلى عكس معيار 429، فإن هذه الاتصالات غير موجودة فعليًا، بل هي روابط منطقية بتقنية TDMA . [ 15 ]
  • يُحدد معيار ARINC 708 بروتوكولًا لنقل بيانات رادار الطقس . ورغم أن نقل البيانات عبر معيار 708 هو نسخة مُبسطة من معيار MIL-STD-1553 ، [ 16 ] فقد تم توحيد التحكم في مكونات ARINC 708 من خلال ملصقات ARINC 429. [ 17 ]
  • يحدد معيار ARINC 828 واجهات حقيبة الطيران الإلكترونية ( EFB ) المستخدمة في جميع أنواع الطائرات ويتضمن، من بين واجهات أخرى، واجهة ARINC 429.
  • MIL-STD-1553 ، معيار ناقل البيانات العسكري لـ "ناقل البيانات التسلسلي المشترك"، والذي يستخدم غالبًا بدلاً من ARINC 429.

مراجع

  1. 1 2 ستيف وودوارد (11 يوليو 2002). بيل ترافيس (محرر). سيركت ينقل بيانات ARINC 429. مجلة EDN .
  2. ↑ "ARINC 429" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 29-10-2011 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 07-09-2011 .
  3. ↑ "واجهة ناقل ARINC 429" (ملف PDF) . أكتيل . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 7 أكتوبر 2009. تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 يونيو 2009 .
  4. ↑ مواصفات ARINC رقم 429، الجزء 1-17 . أنابوليس، ماريلاند: شركة Aeronautical Radio، 17-05-2004. الصفحات 2-5 . 
  5. ↑ مواصفات ARINC رقم 429، الجزء 1-17 . أنابوليس، ماريلاند: شركة Aeronautical Radio، 17-05-2004. الصفحات 78-116 . 
  6. ↑ دليل بروتوكول ARINC 429. تقنيات واجهة إلكترونيات الطيران. الصفحات 13-21 . 
  7. ↑ نوفاسيك، جورج (مايو 2001). بروتوكولات الاتصالات في مجال الطيران . ص 5. {{cite book}}تم |magazine=تجاهله ( مساعدة )
  8. ↑ مواصفات CAN 2.0، الجزء ب . CAN في الأتمتة. ص 9. 
  9. ↑ دليل مواصفات ARINC429 . فرايبورغ، ألمانيا: AIM GmbH. ص 15. 
  10. ↑ دليل بروتوكول ARINC . سانتا باربرا، كاليفورنيا: شركة كوندور للهندسة، 2000. ص 9. 
  11. ↑ HI-8783، HI-8784، HI-8785 جهاز واجهة ARINC 429 و561 . شركة HOLT للدوائر المتكاملة، 2009. الصفحات. الشكل 1 : مخطط الكتلة.  
  12. ↑ دليل برمجة ARINC 429. شركة بالارد للتكنولوجيا. الصفحات من أ إلى 2. 
  13. ↑ جهاز إرسال واستقبال تسلسلي محسّن HI-3584 ARINC 429 3.3V (مراجعة G) . شركة HOLT Integrated Circuits، 2013. ص 4. 
  14. ↑ مواصفات ARINC رقم 429، الجزء 1-17 . أنابوليس، ماريلاند: شركة Aeronautical Radio، 17-05-2004. الصفحات 3-5 . 
  15. ↑ فوكس، كريستيان م. (أغسطس 2012). "تطور شبكات إلكترونيات الطيران من ARINC 429 إلى AFDX" (ملف PDF) . أخبار إلكترونيات الطيران . تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 فبراير 2014 .
  16. ↑ دليل بروتوكول ARINC (ملف PDF) . www.ge-ip.com: منصات GE الذكية. 2010. ص 14. 
  17. ↑ إنجل، آل (أغسطس 2008). "ARINC 708" (ملف PDF) . أخبار إلكترونيات الطيران . الوقت التقني: نصائح مفيدة لفني إلكترونيات الطيران: 62-63 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 فبراير 2014 .