一种HB6096总线通讯模块的设计与实现

作者： 曾 涛 党春勃

来源：《中国新通信》 2015年第14期

曾涛 中航飞机西安飞机分公司 党春勃 空军驻西飞公司军事代表室

【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“55aaaa55”，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.