基于DSP的航空電子通信系統

王海坤 張鵬君 田宇飛

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基于DSP的航空電子通信系統

王海坤 張鵬君 田宇飛

石家莊海山實業發展總公司，河北 石家莊 050208

在航空航天事業的發展如火如荼之時，電子通信系統的綜合性能也面臨著更高的挑戰。在以往的電子通信系統運行中，電子通信通道已經漸漸不再適用，并且很難提供足夠的穩定性供系統進行工作，通信信號的傳輸質量更是無法得到提升。因此，通過大量的研究參考，將DPS技術融入航空電子通信系統中，使其在解決通信問題中發揮較大的作用。

DSP技術；電子通信技術；硬件、軟件設計

1 系統總體架構概述

系統的總體框架大致分為硬件、軟件、調試這三個關鍵點，將DSP技術融入于通信系統的設計之中，這三個關鍵點可作為方向進行研究。首先是硬件部分，它作為一個系統實現運行的物理性基礎，它必須能夠滿足系統的正常運行的要求，反之則會拖延通信系統的整體運行。其次在軟件部分，它能夠對于系統的整體進行一定的把控，當硬件對于外界環境進行接觸時，它能夠迅速下發指令配合硬件設施共同完成，所以軟件部分可以被稱之為是系統的主腦。最后立足于系統的總體框架中的調試也是極為重要的，因為它需要同時兼顧硬件和軟件的正常運行[1]。在設計中應以簡單、靈活為主要方向，在既能使硬件、軟件正常運行的情況下，又能對處理數字型的方法變得更為快捷高效。

2 DSP系統硬件設計

首先在硬件部分中，DSP芯片的選取是十分重要的，DSP控制模板是由功能模板和DSP芯片共同構成的。

（1）在本文中DSP芯片主要選取TMS320LF2407A，因為其能對系統、存儲系統、機載總線數據通信系統的控制進行充分的滿足，又能夠與其他的功能單元進行配合。其次在CPU具有特定的通信要求下，可以使用雙口RAM技術，在存儲器共享下使數據交換的過程可以讓共享存儲器被多方CPU使用，這既兼顧了通信模塊中的上機位問題，又兼顧了下機位問題。

（2）總線信模塊部分，以ARINC429為例，該模塊是由發送器接收器為主，在系統運行中可以分別處理以發送數據和接收數據的并串轉換與串并轉換，并對查詢方式、中斷方式進行輔助。

（3）在LON WORKS通信模塊的設計中，一般選擇FT3150智能收發器為主要控制器，從而完成各個采集模塊數據采集的同步，并且還添加了傳送采集數據等多種功能。為了保證該模塊功能，實現應用的廣泛性，當前還對該模塊與PC機的串行接口加以延伸，這樣就可以使得LON WORKS模塊中所采集到的數據，可直接發送到上位機[2]。在傳統的電子通信系統中，其獲取到的信息一般都需要處理，然后經特殊的通道傳送。在這個傳輸的過程中，可能會丟失信息或導致信息不準確。這就給傳輸帶來了較大的困難。其直接傳輸的渠道存在，可以有效地保證傳輸質量。

（4）在硬件設計完成之后，為了使硬件能夠發揮其作用，必須要對其軟件加以設計。在這個設計的過程中，必須要保證系統軟件具有一定的實時性、可靠性與可維護性等基本特點。

①基于DSP的航空電子通信系統需要具有良好的時效性

系統的處理器需要在較短的時間內，完成一系列的軟件處理工作。例如，在其接收到對應信號后，快速對信號進行分析與處理，并且作出邏輯判斷，然后輸出對應的控制信號，完成正確的動作。在這個過程中，如果存在延誤，則可能會使得整個系統的進度受到影響，影響系統的性能實現。

②基于DSP的航空電子通信系統需要具備一定的可靠性

這主要是針對系統發生故障而言的，一般來說，系統故障會產生一定的問題，在這種狀況下，必須要采取一定的措施，來對其進行緊急處理。

③基于DSP的航空電子通信系統必須要具備可維護性

航空電子通信設備都是相對精密的設備，其結構與功能決定了是否能夠達到通信的對應效果。在該種狀況下，很難一次性地就能使整個系統協調化。因此，必須要采取一定的措施，使整個系統運作效果更好，具備良好的可維護性。

3 DSP系統軟件設計

在硬件部分設計合理的情況下，軟件部分的設計則必須突出其在系統里的可維護性、可靠性與及時性等特性。

首先，在方案中，在DSP設計下的系統運行必須具備實時性。這種實時性可以表現在軟件處理的過程中，例如微軟處理器快速完成，系統處理反饋信息能夠快速得到響應，完成一系列的采集、分析、計算等信號輸出的過程[3]。實時性如果不能夠得到保證，在系統有延遲的情況下則會降低這個系統的運行效率。

其次，在DSP設計下的系統運行還必須具有可靠性。在系統運行的過程中系統能夠自動應對系統故障問題，并將故障影響降到最低，尤其是在外界的影響下，軟件和硬件較為容易出現異常，所以需要采用自動控制策略。

最后，系統設計中的可維護性增強。在電子通信系統中，設備大多以精密設備為主，這些設備的功能和結構都要與軟件部分相適應，并且在運行過程中還要進行不斷地調試和修改，所以可維護性在DSP系統中應不斷加強。

除此之外，軟件系統中的下機位負責將通信子、主程序融入其中，而上機位負責糾錯和數據管理，因此在軟件設計中也要兼顧好上下機位的設計工作。

4 通信系統調試

在系統的軟件和硬件設計合理的情況下，還需要對系統進行調試，需要注意的是DSP系統的結構本身，具有一定的復雜性的特點，所以調試的方法也必須進行合理選擇。例如JTAG系統，在調試過程中必須先強調監測電路板裸版，分析系統輸出電源的情況，通過RAM讀寫測試檢查完DSP運行狀態后，使調試工作完成[4]。特別注意的是，在調試中，上機位、下機位部分應同樣使用聯機測試方式。在軟件方面的調試中，程序結構、語法等方面應作為重點調試，盡量保證提高調試的效率，將系統中的故障問題找出來，并及時修改，確保系統的正常運行。

5 結束語

提升航空電子通信系統性的關鍵是DSP技術的應用。系統設計對DSP技術有了正確的認識，明確了它的基本內涵和優勢，在系統總體架構的基礎中完成了對軟件硬件的設計工作。為了使航空電子系統在系統調試中的運行更加穩定可靠，必須注意在系統運行中分析和排除故障。

[1]張引強，孟禹彤.基于DSP的航空電子通信系統[J].科技創新與應用，2015（9）：62-62.

[2]王文韜.基于DSP的航空電子通信系統分析[J].中國新通信，2016，18（8）：27.

[3]張向陽.淺析DSP的航空電子通信系統[J].大科技，2014（21）：333-334.

[4]謝拴勤，薛超.基于DSP的雙余度ARINC429總線通信系統的設計與實現[J].計算機測量與控制，2009，17（1）：138-140.

Avionics Communication System Based on DSP

Wang Haikun Zhang Pengjun Tian Yufei

Shijiazhuang Seamounts Industrial Development Corporation, Hebei Shijiazhuang 050208

In the development of aerospace industry, the overall performance of electronic communication system is also facing higher challenges.In the electronic communication system before operation, electronic communication channel has been gradually no longer applicable, and it is difficult to provide sufficient stability for the system to work, the transmission quality of communication signals is unable to get promoted.Therefore, through a large number of research and reference, this paper integrates DPS technology into avionics communication system, which makes it play a big role in solving communication problems.

DSP technology; electronic communication technology; hardware and software design

V243.1；TN914

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