CN114745222B - 一种多功能通信模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多功能通信模块，包括ARM主控单元、FPGA单元、1553B通信单元和ARINC429通信单元，ARM主控单元包括FSMC控制器，FPGA单元包括FIFO缓存单元和寄存器单元，寄存器单元分别与FIFO缓存单元和FSMC控制器连接，寄存器单元还分别与1553B通信单元和ARINC429通信单元连接，FIFO缓存单元分别与1553B通信单元和ARINC429通信单元连接。通过1553B通信单元和ARINC429通信单元的集成化，并采用ARM与FPGA架构形式，实现了飞机测试试验台与飞机各待检部件或通信总线的数据通信，本发明实现的多功能通信模块具备较强的通用性，并兼具小型化和轻型化。

Description

一种多功能通信模块
技术领域
本发明属于航空电子设备测量检测技术领域，具体涉及一种多功能通信模块。
背景技术
飞机上各部件间的通信接口包括RS485、RS422以及RS232等。近年来，随着航空业的发展，对通信安全性和可靠性的要求越来越高，1553B和ARINC429协议因为具有超强的实时可确定性和冗余容错能力，已发展成为飞机各部件间常用的通信接口。若要对飞机上的各部件以及各种通信总线进行性能检测，则需相应地搭建对应于各部件和各种通信总线的测试试验台，同时搭建的各种测试试验台的通信接口还需与待测部件或通信总线的通信接口相匹配。因为飞机上的部件非常繁多，与之对应的，通信接口也各式各样，各种测试试验台均需要集成与其待测部件或通信总线相匹配的通信接口模块，增加了飞机调试和维修的成本。此外现有的单个测试试验台的性能也越来越综合，能够实现对多种不同飞机部件或通信总线的测试，单个测试试验台上针对不同飞机部件或通信总线的接口类型分立式的设计对应的通信接口模块，不满足对测试试验台轻型化和小型化的需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的一项或多项不足，提供一种多功能通信模块。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种多功能通信模块，包括ARM主控单元、FPGA单元、1553B通信单元和ARINC429通信单元；所述ARM主控单元包括FSMC控制器；所述FPGA单元包括FIFO缓存单元和寄存器单元；
所述1553B通信单元用于与外部的1553B接口连接；
所述ARINC429通信单元用于与外部的ARINC429接口连接；
所述寄存器单元分别与所述FIFO缓存单元和所述FSMC控制器连接，寄存器单元还分别与1553B通信单元和ARINC429通信单元连接；
所述FIFO缓存单元分别与1553B通信单元和ARINC429通信单元连接；
所述FIFO缓存单元用于对外部的ARINC429接口传输至ARINC429通信单元的数据进行缓存，以及用于对外部的1553B接口传输至1553B通信单元的数据进行缓存；
所述1553B通信单元为第一组1553B通信单元和第二组1553B通信单元，所述ARINC429通信单元为第一组ARINC429通信单元和第二组ARINC429通信单元；所述寄存器单元包括2048个16位寄存器，寄存器单元采用功能分段管理内存空间技术；其中，寄存器地址为0至511的寄存器用于第一组1553B通信单元的数据通信控制，寄存器地址为512至1023的寄存器用于第二组1553B通信单元的数据通信控制，寄存器地址为1024至1535的寄存器用于第一组ARINC429通信单元的数据通信控制，寄存器地址为1536至2047的寄存器用于第二组ARINC429通信单元的数据通信控制。
进一步改进地，所述多功能通信模块还包括第一接口连接器；所述第一接口连接器与所述ARM主控单元的多个通用IO接口连接，所述第一接口连接器还用于与外部的飞机测试试验台连接。
进一步改进地，所述多功能通信模块还包括第二接口连接器；所述第二接口连接器与所述FPGA单元的多个通用IO接口连接。
进一步改进地，所述RS232通信单元用于与外部的RS232接口连接，所述RS232通信单元还与所述ARM主控单元内的ARM单片机连接。
进一步改进地，所述多功能通信模块还包括RS422通信单元，所述RS422通信单元用于与外部的RS422接口连接，所述RS422通信单元还与所述ARM主控单元内的ARM单片机连接。
进一步改进地，所述多功能通信模块还包括RS485通信单元，所述RS485通信单元用于与外部的RS485接口连接，所述RS485通信单元还与所述ARM主控单元内的ARM单片机连接。
进一步改进地，所述1553B通信单元包括1553B接口变压器和1553B接口收发器；所述1553B接口变压器用于与外部的1553B接口连接，所述1553B接口变压器还与1553B接口收发器连接；所述1553B接口收发器分别与FIFO缓存单元和寄存器单元连接。
进一步改进地，所述ARINC429通信单元包括ARINC429接口收发器和ARINC429接口电平转换器；所述ARINC429接口收发器用于与外部的ARINC429接口连接，ARINC429接口收发器还与ARINC429接口电平转换器连接；所述ARINC429接口电平转换器分别与FIFO缓存单元和寄存器单元连接。
进一步改进地，所述多功能通信模块还包括供电单元；所述供电单元分别与ARM主控单元、FPGA单元、1553B通信单元和ARINC429通信单元连接。
本发明的有益效果是：
（1）、通过1553B通信单元和ARINC429通信单元的集成化，并采用ARM与FPGA架构形式，实现了飞机测试试验台与飞机各待检部件或通信总线的数据通信，本发明实现的多功能通信模块具备较强的通用性，并兼具小型化和轻型化。
（2）、FPGA单元采用寄存器的控制方式，即通过FPGA单元内部的寄存器单元实现数据的存储，通过ARM主控单元自带的FSMC控制器对ARM主控单元与寄存器单元的地址、数据、读写、使能等进行控制，由此完成数据的收发；此外由于1553B和ARINC429协议的数据量较大，会存在ARM主控单元与FPGA单元之间传输速率不匹配的问题，通过在FPGA单元内建立FIFO缓存单元，以解决上述传输速率不匹配的问题；
综上所述，相比传统并行或串行的通信方式，本发明实现的多功能通信模块数据传输的速率得到了提高。
（3）、在设计飞机的各种测试试验台时，通过第一接口连接器引出ARM主控单元的多个通用IO接口，实现飞机的各种测试试验台与多功能通信模块之间的数据传输，使得多功能通信模块的安装更便捷，提高了多功能通信模块的通用性能，可快速地适配至多种不同的飞机测试试验台的开发设计中。
（4）、通过第二接口连接器引出FPGA单元的多个通用IO接口，且基于FPGA单元软件定义的可扩展性，可实现更多接口通信单元与FPGA单元的连接，提高了多功能通信模块的可扩展性能，以满足飞机的测试试验台对其他通信协议接口的需求。
（5）、通过RS232通信单元的设置，增加了多功能通信模块支持的通信接口类型，可适配至需求RS232接口的飞机测试试验台的开发设计中。
（6）、通过RS422通信单元的设置，增加了多功能通信模块支持的通信接口类型，可适配至需求RS422接口的飞机测试试验台的开发设计中。
（7）、通过RS485通信单元的设置，增加了多功能通信模块支持的通信接口类型，可适配至需求RS485接口的飞机测试试验台的开发设计中。
附图说明
图1为多功能通信模块的一种逻辑框图；
图2为1553B接口变压器的一种原理图；
图3为1553B接口收发器的一种原理图；
图4为ARINC429接口收发器的一种原理图；
图5为ARINC429接口电平转换器的一种原理图；
图6为ARM主控单元的一种原理图；
图7a为FPGA单元的第一部分原理图；
图7b为FPGA单元的第二部分原理图；
图7c为FPGA单元的第三部分原理图；
图7d为FPGA单元的第四部分原理图；
图7e为FPGA单元的第五部分原理图；
图7f为FPGA单元的第六部分原理图；
图8为第一接口连接器的一种示意图；
图9为第二接口连接器的一种示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参阅图1-图9，本实施例提供了一种多功能通信模块，所述多功能通信模块用于安装至飞机的测试试验台，且还用于与飞机的待检测部件或通信总线连接。
如图1所示，多功能通信模块包括ARM主控单元、FPGA单元、1553B通信单元、ARINC429通信单元、RS232通信单元、RS422通信单元和RS485通信单元。ARM主控单元包括FSMC控制器和ARM单片机，FPGA单元包括FIFO缓存单元和寄存器单元。
1553B通信单元用于与外部的1553B接口连接，ARINC429通信单元用于与外部的ARINC429接口连接，RS232通信单元用于与外部的RS232接口连接，RS422通信单元用于与外部的RS422接口连接，RS485通信单元用于与外部的RS485接口连接。RS232通信单元还与ARM单片机连接，RS422通信单元还与ARM单片机连接，RS485通信单元还与ARM单片机连接，RS232通信单元、RS422通信单元和RS485通信单元与ARM单片机之间均采用串口通信。寄存器单元分别与FIFO缓存单元和FSMC控制器连接，寄存器单元还分别与1553B通信单元和ARINC429通信单元连接，FIFO缓存单元分别与1553B通信单元和ARINC429通信单元连接，FIFO缓存单元用于对外部的ARINC429接口传输至ARINC429通信单元的数据进行缓存，以及用于对外部的1553B接口传输至1553B通信单元的数据进行缓存。
本实施例中1553B通信单元为两组，ARINC429通信单元为两组，RS232通信单元为一组，RS422通信单元为一组，RS485通信单元为一组。FIFO缓存单元对应为四组，每组FIFO缓存单元的存储大小为至少1K。寄存器单元包括2048个16位寄存器，寄存器单元采用功能分段管理内存空间技术实现与两组1553B通信单元和两组ARINC429通信单元的数据通信。其中，寄存器地址为0至511的寄存器用于第一组1553B通信单元的数据通信控制，寄存器地址为512至1023的寄存器用于第二组1553B通信单元的数据通信控制，寄存器地址为1024至1535的寄存器用于第一组ARINC429通信单元的数据通信控制，寄存器地址为1536至2047的寄存器用于第二组ARINC429通信单元的数据通信控制。
优选地， 1553B通信单元包括1553B接口变压器和1553B接口收发器，1553B接口变压器用于与外部的1553B接口连接，1553B接口变压器还与1553B接口收发器连接，1553B接口收发器分别与FIFO缓存单元和寄存器单元连接。
优选地，ARINC429通信单元包括ARINC429接口收发器和ARINC429接口电平转换器， ARINC429接口收发器用于与外部的ARINC429接口连接，ARINC429接口收发器还与ARINC429接口电平转换器连接，ARINC429接口电平转换器分别与FIFO缓存单元和寄存器单元连接。
优选地，多功能通信模块还包括供电单元，供电单元分别与ARM主控单元、FPGA单元、1553B通信单元、ARINC429通信单元、RS232通信单元、RS422通信单元和RS485通信单元连接。
如图2所示，一般地，1553B接口变压器经第三接口连接器与外部的1553B接口连接，两组1553B通信单元对应的包括两个1553B接口变压器，两个1553B接口变压器采用的型号均为PM-DB2725EX，两个1553B接口变压器分别为第一1553B接口变压器T1和第二1553B接口变压器T2。第一1553B接口变压器T1的第四端经第一电阻R5与外部的1553B接口的第一差分端口连接，第一1553B接口变压器T1的第五端经第二电阻R6与外部的1553B接口的第一差分端口连接，第一1553B接口变压器T1的第七端经第三电阻R8与外部的1553B接口的第二差分端口连接，第一1553B接口变压器T1的第八端经第四电阻R9与外部的1553B接口的第二差分端口连接，第二电阻R6远离第一1553B接口变压器T1第五端的一端与第三电阻R8远离第一1553B接口变压器T1第七端的一端之间串接有第五电阻R7，第一1553B接口变压器T1的第二端接地。第二1553B接口变压器T2的第四端经第六电阻R10与外部的1553B接口的第一差分端口连接，第二1553B接口变压器T2的第五端经第七电阻R11与外部的1553B接口的第一差分端口连接，第二1553B接口变压器T2的第七端经第八电阻R13与外部的1553B接口的第二差分端口连接，第二1553B接口变压器T2的第八端经第九电阻R14与外部的1553B接口的第二差分端口连接，第七电阻R11远离第二1553B接口变压器T2第五端的一端与第八电阻R13远离第二1553B接口变压器T2第七端的一端之间串接有第十电阻R12，第二1553B接口变压器T2的第二端接地。
如图3、图7a、图7b、图7c、图7d、图7e和图7f所示，1553B接口收发器U5采用的型号为HI-1573PSI。FPGA单元包括八个BANK单元、一个时钟单元U12I、一个第一晶振X1和一个电源接入单元U12M，其中八个BANK单元、一个时钟单元U12I和一个电源接入单元U12M为一体化芯片，一体化芯片采用的型号为EP4CE6E22C8N。八个BANK单元分别为第一BANK单元U12A、第二BANK单元U12B、第三BANK单元U12C、第四BANK单元U12D、第五BANK单元U12E、第六BANK单元U12F、第七BANK单元U12G和第八BANK单元U12H。
1553B接口收发器U5的第一引脚连接至供电单元的+3.3V直流电压输出端，1553B接口收发器U5的第二引脚与第一1553B接口变压器T1的第一端连接，1553B接口收发器U5的第三引脚与第一1553B接口变压器T1的第三端连接，1553B接口收发器U5的第五引脚连接至第一地端GND，1553B接口收发器U5的第六引脚连接至供电单元的+3.3V直流电压输出端，1553B接口收发器U5的第七引脚与第二1553B接口变压器T2的第一端连接，1553B接口收发器U5的第八引脚与第二1553B接口变压器T2的第三端连接，1553B接口收发器U5的第十引脚连接至第一地端GND，1553B接口收发器U5的第四引脚与第二BANK单元U12B的第31引脚连接，1553B接口收发器U5的第九引脚与第二BANK单元U12B的第32引脚连接，1553B接口收发器U5的第十八引脚与第三BANK单元U12C的第38引脚连接，1553B接口收发器U5的第十三引脚与第三BANK单元U12C的第46引脚连接，1553B接口收发器U5的第二十引脚与第二BANK单元U12B的第33引脚连接，1553B接口收发器U5的第十九引脚与第二BANK单元U12B的第34引脚连接，1553B接口收发器U5的第十七引脚与第三BANK单元U12C的第39引脚连接，1553B接口收发器U5的第十六引脚与第三BANK单元U12C的第42引脚连接，1553B接口收发器U5的第十五引脚与第三BANK单元U12C的第43引脚连接，1553B接口收发器U5的第十四引脚与第三BANK单元U12C的第44引脚连接，1553B接口收发器U5的第十二引脚与第三BANK单元U12C的第49引脚连接，1553B接口收发器U5的第十一引脚与第三BANK单元U12C的第50引脚连接。
如图4、图5、图7a、图7b、图7c、图7d、图7e和图7f所示，ARINC429接口收发器包括ARINC429接口发送器和ARINC429接口接收器，两组ARINC429通信单元对应的包含两个ARINC429接口发送器和两个ARINC429接口接收器，两个ARINC429接口发送器采用的型号均为HI-8571SI，两个ARINC429接口接收器采用的型号均为HI-8588PSI。两个ARINC429接口发送器分别为第一ARINC429接口发送器U6和第二ARINC429接口发送器U7。两个ARINC429接口接收器分别为第一ARINC429接口接收器U9和第二ARINC429接口接收器U10。ARINC429接口电平转换器U8采用的型号为TXB0108PWR。
一般地，第一ARINC429接口发送器U6和第二ARINC429接口发送器U7用于经第四接口连接器与外部的ARINC429接口连接。第一ARINC429接口发送器U6的+V端与供电单元的+5V直流电压输出端连接，第一ARINC429接口发送器U6的BOUT端与外部的ARINC429接口的第一输入B端连接，第一ARINC429接口发送器U6的AOUT端与外部的ARINC429接口的第一输入A端连接，第一ARINC429接口发送器U6的-V端与供电单元的-5V直流电压输出端连接，第一ARINC429接口发送器U6的SLP端与供电单元的+5V直流电压输出端连接，第一ARINC429接口发送器U6的GND端连接至第一地端GND。第二ARINC429接口发送器U7的+V端与供电单元的+5V直流电压输出端连接，第二ARINC429接口发送器U7的BOUT端与外部的ARINC429接口的第二输入B端连接，第二ARINC429接口发送器U7的AOUT端与外部的ARINC429接口的第二输入A端连接，第二ARINC429接口发送器U7的-V端与供电单元的-5V直流电压输出端连接，第二ARINC429接口发送器U7的SLP端与供电单元的+5V直流电压输出端连接，第二ARINC429接口发送器U7的GND端连接至第一地端GND。第一ARINC429接口接收器U9的VCC端与供电单元的+5V直流电压输出端连接，第一ARINC429接口接收器U9的TESTA端与第一地端GND连接，第一ARINC429接口接收器U9的RINB端与外部的ARINC429接口的第一输出B端连接，第一ARINC429接口接收器U9的RINA端与外部的ARINC429接口的第一输出A端连接，第一ARINC429接口接收器U9的TESTB端与第一地端GND连接，第一ARINC429接口接收器U9的GND端与第一地端GND连接，第二ARINC429接口接收器U10的VCC端与供电单元的+5V直流电压输出端连接，第二ARINC429接口接收器U10的TESTA端与第一地端GND连接，第二ARINC429接口接收器U10的RINB端与外部的ARINC429接口的第二输出B端连接，第二ARINC429接口接收器U10的RINA端与外部的ARINC429接口的第二输出A端连接，第二ARINC429接口接收器U10的TESTB端与第一地端GND连接，第二ARINC429接口接收器U10的GND端与第一地端GND连接。供电单元的+5V直流电压输出端在接入第一ARINC429接口接收器U9和第二ARINC429接口接收器U10时，还分别经第一电容C61、第二电容C62、第三电容C63和第四电容C64连接至第一地端GND，通过第一电容C61、第二电容C62、第三电容C63和第四电容C64滤除电源纹波干扰，提高了多功能通信模块通信时的数据准确性。供电单元的-5V直流电压输出端接入第一ARINC429接口发送器U6和第二ARINC429接口发送器U7时，还分别经第五电容C65和第六电容C66连接至第一地端GND，通过第五电容C65和第六电容C66滤除电源纹波干扰，提高了多功能通信模块通信时抗外部杂波干扰的能力，由此多功能通信模块通信时的数据准确性也得到了相应的提高。ARINC429接口电平转换器U8的B1端与第一ARINC429接口接收器U9的ROUTA端连接， ARINC429接口电平转换器U8的B2端与第一ARINC429接口接收器U9的ROUTB端连接，ARINC429接口电平转换器U8的B3端与第二ARINC429接口接收器U10的ROUTA端连接，ARINC429接口电平转换器U8的B4端与第二ARINC429接口接收器U10的ROUTB端连接，ARINC429接口电平转换器U8的B5端与第一ARINC429接口发送器U6的TX0端连接，ARINC429接口电平转换器U8的B6端与第一ARINC429接口发送器U6的TX1端连接，ARINC429接口电平转换器U8的B7端与第二ARINC429接口发送器U7的TX0端连接，ARINC429接口电平转换器U8的B8端与第二ARINC429接口发送器U7的TX1端连接，ARINC429接口电平转换器U8的A1端与第四BANK单元U12D的第60引脚连接，ARINC429接口电平转换器U8的A2端与第四BANK单元U12D的第59引脚连接，ARINC429接口电平转换器U8的A3端与第四BANK单元U12D的第58引脚连接，ARINC429接口电平转换器U8的A4端与第四BANK单元U12D的第55引脚连接，ARINC429接口电平转换器U8的A5端与第四BANK单元U12D的第54引脚连接，ARINC429接口电平转换器U8的A6端与第三BANK单元U12C的第53引脚连接，ARINC429接口电平转换器U8的A7端与第三BANK单元U12C的第52引脚连接，ARINC429接口电平转换器U8的A8端与第三BANK单元U12C的第51引脚连接，ARINC429接口电平转换器U8的VCCB端连接至供电单元的+5V直流电压输出端，ARINC429接口电平转换器U8的VCCA端和OE端均连接至供电单元的+3.3V直流电压输出端，ARINC429接口电平转换器U8的GND端连接至第一地端GND。
如图6所示，ARM主控单元包括ARM单片机U11，ARM单片机U11采用的型号为STM32F103VET6。ARM单片机U11的OSC_IN端与第六BANK单元U12F的第104引脚连接，ARM单片机U11的PB10端与第五BANK单元U12E的第73引脚连接，ARM单片机U11的PB11端与第四BANK单元U12D的第72引脚连接，ARM单片机U11的PB2端与时钟单元U12I的第88引脚连接，ARM单片机U11的OSC_IN端分别与第二晶振Y1的第一端和第七电容C19的第一端连接，第七电容C19的第二端连接至第一地端GND，第二晶振Y1的第二端与ARM单片机U11的OSC_OUT端连接，ARM单片机U11的OSC_OUT端还经第八电容C20连接至第一地端GND，ARM单片机U11的NRST端经第九电容C21连接至第一地端GND，ARM单片机U11的NRST端还与第一开关K1的第一端连接，第一开关K1的第二端连接至第一地端GND，ARM单片机U11的BOOT0端经第十一电阻R16连接至第一地端GND，ARM单片机U11的VDDA端分别与第十电容C22的第一端和第十一电容C23的第一端连接，第十电容C22的第二端和第十一电容C23的第二端均连接至ARM单片机U11的VSSA端，ARM单片机U11的VSSA端连接至第一地端GND，ARM单片机U11的VREF+端与ARM单片机U11的VDDA端连接，ARM单片机U11的VREF-端与ARM单片机U11的VSSA端连接，ARM单片机U11的VDD5端、ARM单片机U11的VDD4端、ARM单片机U11的VDD3端、ARM单片机U11的VDD2端和ARM单片机U11的VDD1端均连接至供电单元的+3.3V直流电压输出端，ARM单片机U11的VSS1端、ARM单片机U11的VSS2端、ARM单片机U11的VSS3端、ARM单片机U11的VSS4端和ARM单片机U11的VSS5端均连接至第一地端GND，ARM单片机U11的VDD5端与ARM单片机U11的VSS5端之间连接有第十二电容C29，ARM单片机U11的VDD4端与ARM单片机U11的VSS4端之间连接有第十三电容C28，ARM单片机U11的VDD3端与ARM单片机U11的VSS3端之间连接有第十四电容C27，ARM单片机U11的VDD3端与ARM单片机U11的VSS3端之间还连接有第十五电容C26，ARM单片机U11的VDD2端与ARM单片机U11的VSS2端之间连接有第十六电容C25，ARM单片机U11的VDD1端与ARM单片机U11的VSS1端之间连接有第十七电容C24。
如图7d所示，时钟单元U12I的第23引脚与第一晶振X1的OUT端连接，第一晶振X1的VCC端连接至供电单元的+3.3V直流电压输出端，第一晶振X1的VCC端还经第十八电容C54连接至第一地端GND。
FPGA单元还包括将供电单元的+3.3V直流输出电压转换为FPGA内核逻辑电压+1.2直流电压的变压转换器。如图7e所示，电源接入单元U12M用于对供电单元输出的+2.5V直流电压进行滤波后接入FPGA单元内各个需求+2.5V直流电压的加电IO接口，以及用于对变压转换器输出的+1.2V直流电压进行滤波后接入FPGA单元内各个需求+1.2V直流电压的加电IO接口，且还用于对第一地端GND进行滤波后输入FPGA单元内各个与第二地端GNDA1和第三地端GNDA2连接的接地IO接口。电源接入单元U12M的VCCA1端和VCCA2端均与供电单元的2.5V直流电压输出端连接，电源接入单元U12M的VCCA1端经第十九电容C51连接至第二地端GNDA1，
电源接入单元U12M的VCCA2端经第二十电容C52连接至第三地端GNDA2，电源接入单元U12M的VCCD_PLL1端经第一磁珠FB1与变压转换器的+1.2V输出端连接，电源接入单元U12M的VCCD_PLL2端经第二磁珠FB2与变压转换器的+1.2V输出端连接，电源接入单元U12M的VCCD_PLL1端经第二十一电容C50连接至第二地端GNDA1，电源接入单元U12M的VCCD_PLL2端经第二十二电容C53连接至第三地端GNDA2，电源接入单元U12M的GNDA1端经第三磁珠FB4连接至第一地端GND，电源接入单元U12M的GNDA2端经第四磁珠FB3连接至第一地端GND。
优选地，如图7f所示，变压转换器的+1.2V输出端分别经第二十三电容C30、第二十四电容C31、第二十五电容C32、第二十六电容C33、第二十七电容C34、第二十八电容C35、第二十九电容C36和第三十电容C37连接至第一地端GND，供电单元的+3.3V直流输出电压端在接入变压转换器时，分别经第三十一电容C38、第三十二电容C39、第三十三电容C40、第三十四电容C41、第三十五电容C42、第三十六电容C43、第三十七电容C44、第三十八电容C45、第三十九电容C46、第四十电容C47、第四十一电容C48和第四十二电容C49连接至第一地端GND。通过第一磁珠FB1至第四磁珠FB3，以及第十九电容C51至第四十二电容C49，实现对FPGA单元内部各个加电IO接口所需供电电压的滤波，以及实现对FPGA单元内部各个接地IO接口所连接的第二接地端GNDA1和第三接地端GNDA2的滤波，提高了多功能通信模块通信时抗外部杂波干扰的能力，由此多功能通信模块通信时的数据准确性也得到了相应的提高。
优选地，如图6和图8所示，多功能通信模块还包括第一接口连接器J12，第一接口连接器J12与ARM主控单元的多个通用IO接口连接，所述ARM主控单元的多个通用IO接口为预留的通用IO接口，第一接口连接器J12还用于与飞机的测试试验台连接。其中第一接口连接器J12的第一端与ARM单片机U11的PC1端连接，第一接口连接器J12的第二端与ARM单片机U11的PC0端连接，第一接口连接器J12的第三端与ARM单片机U11的PC3端连接，第一接口连接器J12的第四端与ARM单片机U11的PC2端连接，第一接口连接器J12的第五端与ARM单片机U11的PA1端连接，第一接口连接器J12的第六端与ARM单片机U11的PA0端连接，第一接口连接器J12的第七端与ARM单片机U11的PA3端连接，第一接口连接器J12的第八端与ARM单片机U11的PA2端连接，第一接口连接器J12的第九端与ARM单片机U11的PA5端连接，第一接口连接器J12的第十端与ARM单片机U11的PA4端连接，第一接口连接器J12的第十一端与ARM单片机U11的PA7端连接，第一接口连接器J12的第十二端与ARM单片机U11的PA6端连接，第一接口连接器J12的第十三端与ARM单片机U11的PC5端连接，第一接口连接器J12的第十四端与ARM单片机U11的PC4端连接，第一接口连接器J12的第十五端与ARM单片机U11的PB1端连接，第一接口连接器J12的第十六端与ARM单片机U11的PB0端连接。通过第一接口连接器J12引出ARM主控单元的十六个通用IO接口，可满足多个飞机测试试验台与飞机待检测部件或通信总线的数据通信需求，使得多功能通信模块具备高通用性和高兼容性，第一接口连接器J12也使得多功能通信模块更便捷地安装至飞机测试试验台，可快速地适配至多种不同的飞机测试试验台的开发设计中。
优选地，如图7a、图7b和图9所示，多功能通信模块还包括第二接口连接器J11，第二接口连接器J11与FPGA单元的多个通用IO接口连接，所述FPGA单元的多个通用IO接口为预留的通用IO接口，第二接口连接器J11用于连接更多的接口通信单元，用于满足飞机测试试验台对其他通信协议接口的需求。第二接口连接器J11的第一端与第八BANK单元U12H的第128引脚连接，第二接口连接器J11的第二端与第八BANK单元U12H的第129引脚连接，第二接口连接器J11的第三端与第八BANK单元U12H的第132引脚连接，第二接口连接器J11的第四端与第八BANK单元U12H的第133引脚连接，第二接口连接器J11的第五端与第八BANK单元U12H的第135引脚连接，第二接口连接器J11的第六端与第八BANK单元U12H的第136引脚连接，第二接口连接器J11的第七端与第八BANK单元U12H的第137引脚连接，第二接口连接器J11的第八端与第八BANK单元U12H的第138引脚连接，第二接口连接器J11的第九端与第八BANK单元U12H的第141引脚连接，第二接口连接器J11的第十端与第八BANK单元U12H的第142引脚连接，第二接口连接器J11的第十一端与第八BANK单元U12H的第143引脚连接，第二接口连接器J11的第十二端与第八BANK单元U12H的第144引脚连接，第二接口连接器J11的第十三端与第一BANK单元U12A的第1引脚连接，第二接口连接器J11的第十四端与第一BANK单元U12A的第2引脚连接，第二接口连接器J11的第十五端与第一BANK单元U12A的第3引脚连接，第二接口连接器J11的第十六端与第一BANK单元U12A的第7引脚连接。通过第二接口连接器J11的设置，使得多功能通信模块可适配更多的飞机测试试验台，多功能通信模块的通用性和兼容性得到进一步的提高，极大地节约航空电子设备检测或调试的成本。
若需对通信接口为1553B的待检部件或通信总线进行性能检测，将多功能通信模块经第一接口连接器J12安装至相应的测试试验台，将多功能通信模块经第三接口连接器连接至通信接口为1553B的待检部件或通信总线。
若需对通信接口为ARINC429的待检部件或通信总线进行性能检测，将多功能通信模块经第一接口连接器J12安装至相应的测试试验台，将多功能通信模块经第四接口连接器连接至通信接口为ARINC429的待检部件或通信总线。
优选地，RS232通信单元包括型号为MAX3232的RS232收发器，RS422通信单元包括型号为MAX3488的RS422收发器，RS485通信单元包括型号为MAX3485的RS485收发器。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种多功能通信模块，其特征在于，包括ARM主控单元、FPGA单元、1553B通信单元和ARINC429通信单元；所述ARM主控单元包括FSMC控制器；所述FPGA单元包括FIFO缓存单元和寄存器单元；
所述1553B通信单元用于与外部的1553B接口连接；
所述ARINC429通信单元用于与外部的ARINC429接口连接；
所述寄存器单元分别与所述FIFO缓存单元和所述FSMC控制器连接，寄存器单元还分别与1553B通信单元和ARINC429通信单元连接；
所述FIFO缓存单元分别与1553B通信单元和ARINC429通信单元连接；
所述FIFO缓存单元用于对外部的ARINC429接口传输至ARINC429通信单元的数据进行缓存，以及用于对外部的1553B接口传输至1553B通信单元的数据进行缓存；
所述1553B通信单元为第一组1553B通信单元和第二组1553B通信单元，所述ARINC429通信单元为第一组ARINC429通信单元和第二组ARINC429通信单元；所述寄存器单元包括2048个16位寄存器，寄存器单元采用功能分段管理内存空间技术；其中，寄存器地址为0至511的寄存器用于第一组1553B通信单元的数据通信控制，寄存器地址为512至1023的寄存器用于第二组1553B通信单元的数据通信控制，寄存器地址为1024至1535的寄存器用于第一组ARINC429通信单元的数据通信控制，寄存器地址为1536至2047的寄存器用于第二组ARINC429通信单元的数据通信控制。
2.根据权利要求1所述的一种多功能通信模块，其特征在于，所述多功能通信模块还包括第一接口连接器；所述第一接口连接器与所述ARM主控单元的多个通用IO接口连接，所述第一接口连接器还用于与外部的飞机测试试验台连接。
3.根据权利要求2所述的一种多功能通信模块，其特征在于，所述多功能通信模块还包括第二接口连接器；所述第二接口连接器与所述FPGA单元的多个通用IO接口连接。
4.根据权利要求1所述的一种多功能通信模块，其特征在于，所述多功能通信模块还包括RS232通信单元，所述RS232通信单元用于与外部的RS232接口连接，所述RS232通信单元还与所述ARM主控单元内的ARM单片机连接。
5.根据权利要求1所述的一种多功能通信模块，其特征在于，所述多功能通信模块还包括RS422通信单元，所述RS422通信单元用于与外部的RS422接口连接，所述RS422通信单元还与所述ARM主控单元内的ARM单片机连接。
6.根据权利要求1所述的一种多功能通信模块，其特征在于，所述多功能通信模块还包括RS485通信单元，所述RS485通信单元用于与外部的RS485接口连接，所述RS485通信单元还与所述ARM主控单元内的ARM单片机连接。
7.根据权利要求1所述的一种多功能通信模块，其特征在于，所述1553B通信单元包括1553B接口变压器和1553B接口收发器；
所述1553B接口变压器用于与外部的1553B接口连接，所述1553B接口变压器还与1553B接口收发器连接；
所述1553B接口收发器分别与FIFO缓存单元和寄存器单元连接。
8.根据权利要求1所述的一种多功能通信模块，其特征在于，所述ARINC429通信单元包括ARINC429接口收发器和ARINC429接口电平转换器；
所述ARINC429接口收发器用于与外部的ARINC429接口连接，ARINC429接口收发器还与ARINC429接口电平转换器连接；
所述ARINC429接口电平转换器分别与FIFO缓存单元和寄存器单元连接。
9.根据权利要求1所述的一种多功能通信模块，其特征在于，所述多功能通信模块还包括供电单元；所述供电单元分别与ARM主控单元、FPGA单元、1553B通信单元和ARINC429通信单元连接。
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