【摘要】 HB6096总线已经广泛应用于航空电子系统中，成为机载设备间的主要通讯接口。本文简要的介绍了HB6096总线的规范，在此基础上设计了基于HI-3582接口芯片的HB6096总线通讯模块。该模块由HI-3582实现HB6096格式编码的数据的发送与接收，由FPGA控制HI-3582芯片的读写逻辑和与CPU间的数据交换，最后，通过收发通道间的自测试，验证了该模块的准确性和可靠性。
【关键词】 HB6096 HI-3582 通讯模块
随着计算机技术的发展，功能相对独立的航空电子系统逐步走向综合，例如将雷达、惯导、GPS和机载计算机联合，组成新型航空导航系统。这一发展趋势使得各子系统之间的数据通讯变得尤为重要，HB6096便是在这一需求的推动下新生的一种规范，它定义了航空电子设备及其系统之间通信的标准。本文介绍了一款基于HI-3582芯片的HB6096总线通讯模块的设计与实现方法，该模块可有效提高HB6096总线通讯的稳定性和可靠性[1，2]。HI-3582芯片是HOLT公司开发的高性能CMOS型HB6096专用接口，可实现16位并行总线到HB6096串行总线间的数据转换。HI-3582包含有一个发送电路和两个接收电路，彼此独立，由±10V供电，可直接与HB6096总线相连。发送电路和接收电路的工作模式可通过控制寄存器进行设置[3]。
一、HB6096通讯模块硬件设计方案
基于HI-3582接口芯片的HB6096通讯模块如图1所示。
1.1 HI-3582供电电路
由于HI-3582需要±10V供电，因此本方案采用TI公司的PTN04050CAD芯片实现+10V供电，PTN04050AAD芯片实现-10V供电，电路方案如图2所示。从图中可以看出，PTN04050CAD和PTN04050AAD均为+5V供电，且都是通过调节电阻Rset阻值来获得需要的输出电压。
1.2 HI-3582与FPGA间的接口设计
HI-3582的逻辑控制接口为3.3V电压，可直接与FPGA互联，如图1所示。图中的16位数据总线为双向总线，发送数据时，FPGA通过该总线将发送的数据写入HI-3582的FIFO中，接收数据时，FPGA通过该总线读取HI-3582 FIFO中的数据。图中的控制信号主要分为读、写两类。
二、 HB6096通讯模块软件设计方案
上电复位后，软件首先配置控制寄存器，对HI-3582进行初始化设置，主要包括：数据的接收和发送速率，数据的编码格式，奇偶校验方式，接收解码方式以及工作模式等。这里我们采用中断方式接收，查询方式发送。
1、接收软件设计。中断接收过程中，因为HI-3582有2个接收电路，如果这2个接收电路的标识#D/R1和#D/R2共享一个中断，这样就容易出现中断覆盖。这里，我们将这两个标识信号寄存到FPGA内部的状态寄存器内，由CPU循环的查询相应的状态位，以确定哪一路接收产生中断，再进行相关的数据接收处理，其流程如图3所示。
2、发送软件设计。在进行数据发送过程中，首先检查发送器的状态，只有当标识TX/R为“1”时，发送器才能工作，此时，CPU依次发出两个16位数据写信号，实现一个HB6096数据的发送。
三、实验验证
软件初始化时，将HI-3582控制寄存器的CR5设为“0”，此时芯片为自测试模式，发送通道发出的数据直接连接到两个接收通道上，第一个接收通道接收的数据为无任何改动，第二个接收通道接收的数据按位反转。实验中，软件发送的数据为“55aa aa55”，从第一个接收通道接收的数据为“55aa aa55”，从第二个接收通道接收的数据为“aa55 54aa”。芯片外循环自测试软件初始化时，将HI-3582控制寄存器的CR5设为“1”，此时芯片为正常模式。实验中，软件发送的数据依然为“55aa aa55”，此时用示波器可以观察到发送通道输出的数据。此外，我们用导线将HI-3582的发送通道与两个接收通道依次相连，通过调试串口观察到两个接收通道接收的数据均为“55aa aa55”。
四、 结论
针对在航空领域广泛应用的HB6096总线，本文设计了一款以HI-3582为核心的通用HB6096总线通讯模块，该设计方案简单、有效，又能严格保证可靠性，完全能够满足现今飞机技术的严格要求，具有十分重要的实用价值。
参 考 文 献
[1] 胡红明，雷艳静 等. 基于HS3282的ARINC429 PCI通信接口卡设计. 微处理机，2007，04，2，123-128.
[2] 张战平，陶健 等. 基于HS3282的ARINC429航空通讯总线设计. 航空计算技术，2009，09，39（5），107-110.
[3] HOLT INTEGRATED CIRCUITS Corporation. HI-3582 Reference Manual. 2009，02.