應(yīng)用于遠(yuǎn)程配電組件系統(tǒng)的改進(jìn)型CAN總線設(shè)計(jì)與驗(yàn)證

陳瀟然, 張之江, 徐健龍

(1.上海大學(xué),上海 200000; 2.上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院,上海 201000)

0 引言

CAN是國際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場總線,憑借其優(yōu)異的可靠性、實(shí)時(shí)性、靈活性,以及通信速率高、開發(fā)周期短、成本低等優(yōu)勢,逐步進(jìn)入航空航天領(lǐng)域,服務(wù)于機(jī)載系統(tǒng)。然而,CAN在航空領(lǐng)域的直接應(yīng)用存在問題,需要開發(fā)適應(yīng)性的應(yīng)用層拓展協(xié)議,其中,最具代表性的包括ARINC825協(xié)議和CANaerospace協(xié)議[1]。ARINC825協(xié)議由AEEC組織制定,相比德國Stock Flight Systems公司制定的CANaerospace協(xié)議更加標(biāo)準(zhǔn)和全面,充分考慮了安全性和航空認(rèn)證問題,從而確保跨越系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的互用性。

ARINC825協(xié)議又稱為《機(jī)載應(yīng)用的CAN總線協(xié)議通用標(biāo)準(zhǔn)》,2007年發(fā)布最初版,最新一次修改是2018年的第4次增補(bǔ)。ARINC825協(xié)議對CAN總線的可用性和完整性做了改進(jìn)[2],但在改進(jìn)確定性方面,卻不如CANaerospace協(xié)議的時(shí)間觸發(fā)機(jī)制完善,導(dǎo)致在實(shí)際工程應(yīng)用中存在缺陷[3-5]。因此,在ARINC825協(xié)議中引入TTCAN調(diào)度策略來提高總線的實(shí)時(shí)性[6]。

本文從國產(chǎn)大飛機(jī)遠(yuǎn)程配電組件(Remote Power Distribution Unit,RPDU)系統(tǒng)對通信總線的特殊性需求出發(fā),將CAN總線做航空適應(yīng)性改進(jìn),解決實(shí)際應(yīng)用中的問題,為遠(yuǎn)程配電組件系統(tǒng)的CAN總線國產(chǎn)化提供參考方案。

1 遠(yuǎn)程配電組件系統(tǒng)通信模塊特殊性需求

遠(yuǎn)程配電組件系統(tǒng)是民用飛機(jī)電源系統(tǒng)的重要組成部分,主要提供飛機(jī)的二次配電、過流保護(hù),以及電氣系統(tǒng)與航空電子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信[7]。國產(chǎn)大飛機(jī)的RPDU系統(tǒng)與傳統(tǒng)波音737和空客A320的RPDU系統(tǒng)有所區(qū)別,這對本文設(shè)計(jì)提出特殊性要求。

1.1 通信模塊特殊性需求分析

國產(chǎn)大飛機(jī)遠(yuǎn)程配電系統(tǒng)由左、右兩個(gè)相似的RPDU系統(tǒng)組成,其中,左RPDU系統(tǒng)的通信架構(gòu)如圖1所示,每個(gè)RPDU系統(tǒng)包含1個(gè)網(wǎng)關(guān)RPDU和5個(gè)附屬RPDU。……