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基于ARINC818视频传输系统的设计 摘要：为了满意新一代航空电子系统大容量数字视频信息传输和共享的目标，提高航空电子系统模块化、集成化程度，采纳ARINC818标准，对视频传输系统进行的具体探讨，并具体阐述了ADVB接收器、ADVB发送器以及显示终端的设计方法和原理。依据试验室状况，搭建了测试环境和平台，最终验证了设计的可行性、正确性，达到了预期目标和要求。 关键词：ARINC818 航空数字视频总线 航空电子系统 拓扑 模块化 中图分类号：TP336 文献标识码：A 文章编号：1017-9416（2022）11-0154-01 在现代航空电子技术领域，电子系统快速升级，网络结构越来越困难，整个系统内部交互的数字化信息量与日俱增，作为航空电子系统“神经”的总线技术成为制约其技术发展的关键因素之一1。传统的MIL-STD-1553B、ARINC429等总线已不再适用于当下综合化极高的航空电子系统，1Mbps左右的传输速率远远不能满意高速、实时性、大容量数字视频信息传输的需求2。因此，为了进一步提高航空电子系统模块化、集成化程度，必需开发新一代的航空数据总线技术。而ARINC818标准规定的一个新的数字视频接口和协议标准，势必成为今后航空电子系统总线的发展趋势。 1 ARINC818拓扑结构及特点 ARINC 818 被称为航空数字视频总线（ADVB， Avionics Digital Video Bus），是针对航空电子系统中非压缩数字视频传输制定的接口标准。ARINC 818基于光纤通道协议（FC），对FC-AV协议内容进行简化而生成的。因此，FC协议和FC-AV协议是ARINC 818总线协议的基础。光纤通道具有高牢靠性、高带宽、高实时性的特点，在数据延迟、带宽、错误检测、远距离传输等方面均适合作为航空电子系统的数据总线。 ARINC818是点对点拓扑结构、采纳8B/10B编码的串行音视频传输协议。该协议架构和FC基本相同，由五个标准层构成：FC-0Physical （物理链路层）、FC-1Code（编解码层）、FC-2 Protocol （协议限制层）、FC-3 Management （通用服务层）和FC-4 Mapping （高层协议映射层）。 ARINC818总线在传输速率、传输距离等关键技术方面具有独特的优势，已经在航空电子视频传输系统中起到关键作用，并且在空客A400M和波音787等重大商业项目中得到验证。ARINC818与其它视频总线比较如表1所示。 ARINC 818总线技术由于其独特的技术优势，必将成为新型航空电子视频系统的主流技术。深化探讨和开发ARINC818总线技术，对我国军事和商业航空电子视频领域的技术发展具有深远的意义。 2 系统总体方案设计 在航空电子视频传输系统中，要求能够把视频传感器（包括红外线传感器、飞行录像机、光感照相机、摄像机等）取得的视频信息在光纤网络中精确高速地传输，并能够在接收端实时复原显示。依据这一要求，提出了基于ARINC818总线协议的视频传输系统设计方案。 本方案设计的视频传输系统主要包括ADVB发送器、ADVB接收器和ADVB显示终端三个功能模块，而底层FC物理层、光电转换等功能是用Xilinx公司的IP核实现。 2.1 ADVB发送器设计 ARINC 818发送器的主要功能是将写入该模块的视频数据封装为ADVB帧并供应给底层链路发送。本模块的工作方式有行同步（Line Synchronous）和非行同步（No-line Synchronous）两种类型。 2.2 ADVB接收器设计 ARINC 818接收器的主要功能是接收来自光纤网络的ADVB帧，进行帧解析后，对帧的传送状态进行推断。解析后得到视频的协助信息数据和像素数据，协助信息数据能够正确地标识出接收到视频的格式，为视频的复原显示供应依据。像素数据的去向有两种，一是被存储以便管理；另一种是由显示终端复原视频显示，查看接收到的视频数据质量。 2.3 ADVB显示终端设计 显示终端是整个视频传输系统的终端，它的作用主要是依据ADVB顿的传送状态、帧与帧之间的Idle数量复原出视频显示的行场同步信号，依据视频编码芯片Sil164对RGB视频数据的要求进行重组，最终在显示器上正确地复原视频显示，与发送器的视频源比较，则可得知视频传输系统的工作状态是否正常。 3 试验及测试数据 在试验系统中，数据源选择一组自定义的RGB数据，描述了辨别率为1024×76860Hz格式的图像，其中，白、蓝、绿、红四种颜色等间距的竖条纹排列。RGB数据经过电路板上的PCIe接口进入FPGA，在片内按ARINC818协议完成ADVB帧封装及帧发送限制，最终发送到光发送模块；光纤网络采纳环回模式，光接收模块接收的数据流通过驱动芯片后，最终在显示器上复原显示图像。 4 结语 本文针对ARINC818总线协议、拓扑结构以及协议特点进行深化的分析和探讨，并对ARINC818与其它总线进行了比较说明。另外，从系统的总体设计方案动身，具体阐述了发送器、接收器和显示终端的设计框架和流程。最终，依据试验室状况搭建了测试环境，最终验证了设计的可行性、正确性，达到了预期目标和要求。 参考文献 1王红春.基于FC的航电数字视频传输技术探讨J.计算机技术与发展，2022（5）：250-253. 2马贵斌，周国奇，田珂.军用数据总线技术发展综述J.电光与限制，2022（6）：48-53. 第5页 共5页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页