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3．3 信号调理
接收模块接收到的ARINC429信号去掉了负电平，如图5中的busa和busb。对每一位信号，前半个位周期为数据周期，若busa为“1”且bush为“0”，则所要表达的数据为“1”，反之为“0”。后半个位周期为时钟周期，busa和busb均为“0”。所以，通过将busa和busb进行或非运算，如图中clk_429，在前半个位周期(数据)时为“0”，在后半个位周期(时钟)为“1”。从而提取出了时钟，并以此接收数据。同时，在每一位前半个周期提取出数据，在后半个周期锁存上半个周期数据，得到数据信号bus_d。从信号调理仿真图中可以看出，在每个时
钟信号clk_429的上升沿触发时，可以从bus_d中采集到相应的数据信号。

3．4 校验
校验主要包括奇偶校验和字校验。奇偶校验主要是将所有数据逐位异或，再根据校验方式将异或结果和校验位相比较。
由于ARINC429总线的时钟、数据和字同步信息都由两个差分的信号线来表达，当出现干扰时会使时钟混乱，而字校验则是校验传输中是否有干扰，使传输的数据混乱。

如图6所示，在busa的数据周期出现了干扰信号，导致通过busa运算得到的时钟clk_429也出现了错误，在错误处插入了一位数据，并使后面的数据全部移位。而这种情况，有可能无法被奇偶校验检验出来，则需要通过位检验来检验出来。
位校验是通过校验一个周期的时间是否正确，来判断是否出现干扰信号。位校验信号onebit在接收模块空闲时置0，当busa或busb上升沿到来时取反，并计数其为1时的时间。表2中列出了1位周期的计数值，考虑到传输误差，当计数值满足条件：cnt_one∈|x|7≤x≤9或63≤x ≤65}时，传输无误，反之则视为错误数据，将位错误标志位wrongbit置1，在接收完成后将此数据舍掉。

4 倍频容错的自适应速率接收方法
在前面提出的数据接收方法中，如遇到干扰信号，经位检测检测到后，则把该数据舍去。虽然保证了数据传输的正确性，但无法保证数据的有效传输，需要多次反复传输，来确保把所需传输的数据都传输到接收方。干扰信号无处不在，无法在根本杜绝，但是却可以通过算法来修正错误的数据。
这里使用的容错数据接收方法，电平转换电路、端口定义和状态转换都与以上的方法相同，但不采用ARINC429总线提供的时钟采集数据，而是对ARINC429总线的两根信号线分别进行8倍频的采样。通过检测中前4次时钟周期的平均值来计算出数据的传输速率，对后面的数据选择相应的接收频率来接收。对于每一根信号线，当每一位采样得到的数据不一致时，即由于干扰导致产生波动时，采用投票的方式表决；
再将两根信号线的信息进行综合比对，纠正错误信号；如还有错误位，且只有1位错误，则运用校验位信息计算出该错误位的实际信息，否则才舍掉此数据。
4．1 传输速率自动识别
普通的ARINC429接收模块设计中没有检测传输速率，是因为无需通过传输速率来识别数据传输结束时的四位时钟周期。而本文所介绍的方法，则需通过速率来选择采样频率。当传输速率为100 Kb／s时，用800 kHz的时钟采样；当传输速率为12．5 Kb／s时，为使时钟统一采用800 kHz的时钟，但用计数器计数，计数值为8才采样一次，以实现100 kHz采样。
在接收模块处于接收状态时，累加前4个周期时钟周期，即busa和busb均为0的周期的计数值，然后将此累加和除以4，即右移2位，从而计算出了前4个时钟周期的平均值，并据此计算出速率。因此，在前4个周期，用800 kHz的时钟采样。计算出传送速率后，若为12．5Kb／s，则切换为100 kHz采样时钟。
4．2 采样数据处理
采用8倍频对信号进行采样，这样对每一位而言，前半个周期的数据采样了4次，后半个周期的归零时钟也采样了4次。将对数据采样4次得到的4个数据进行对比，若4个数据一致，则传输无错误；若4个数据有3个一样，则采用投票的方式，采信3个一样的数据；若两个数据为0，而另两个数据为1，则无法判断此位数据的值，记为错误位。
由于ARINC429总线采用差分方式传输，即同时接收到两组数据。可同时对这两组数据做位检测，并对其进行综合判断。
若经位检测，测得A线为1，B线为z，则B线实际为0，即逻辑“1”；因为A线为1时，B线只能为0，来表达逻辑“1”，A、B线均为1的情况不存在。同理，测得A线为z，B线为1，则A线实际为0，即逻辑“0”。然而，若A或B线中，一个为0，另一个为z，则无法判断其值；因为A、B线同时为0的情况存在，表示的是时钟，只能将其记为错误位，如表3所示。

由于在采样时，既得到了数据，也得到了时钟，所以在对A、B线进行综合判断之后，需将时钟信息去除掉，即将A、B线均为0的为去掉。然后判断所得数据是否有错误位(z)，以及错误位的数量。若错误位只有一位，则可通过其他位和奇偶校验位，推算出该位的实际信息；若错误位不止一位，则无法推算出实际信息，只能将此数据字舍掉；若无错误位，则进行奇偶校验。通过PC端软件控制ARINC429板卡，进行多个通道的收发测试，如图7所示。

5 结语
实验证明，使用本文论述的方法能够自动识别传输ARINC429总线速率，在多通道通信过程中，充分发挥了SoPC系统实时性和并行数据处理的优势，在民用航空电子设备的设计和研究中能够可靠地进行数据传输，降低航空电子行业在测试设备方面的成本投入。

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关键词： ARINC429 SoPC 倍频容错 收发装置