Bu ayki yazımda uçaklarda controlbox’ların kendi aralarında, bilgi transferi olarak kullanılan, bir nevi bilgisayarların kendi aralarında nasıl konuştuğunu, ARINC bus’lar olarak ifade edilen dijital bilgi alışverişinin nasıl yapıldığını, kısaca sizlerle paylaşacağım.

Bu yazı ARINC 429 ve diğer ARINC protokollerine genel bakış sağlar. ARINC 429, ticari ve nakliye uçakları için en yaygın kullanılan veri yoludur. ARINC 429, bipolar RZ formatı kullanılarak iki tel bükümlü (mavi +kırmızı renkte) çift üzerinde 32 bit kelimelerin tek yönlü iletimini kullanır. Burada anlatılan, dönüş sürelerini ve bit zamanlamasını gösteren grafikler içerir. Her kelimenin beş bölümünü açıklar ve etiketlerin kullanımını açıklar. Mesaj grupları veya mesaj çerçevelerini gönderen tipik uygulamalarla belirli aralıklarla tekrarlanır. Örnekler, BNR, BCD, Ayrık Veri ve diğer formatlar gibi yaygın olarak kullanılan kelime formatlarından verilmiştir. Ayrıca, veri dosyalarının daha iyi iletilmesi için geliştirilmiş bir yöntem sunmak üzere tanıtılan, bazen Williamsburg Protokolü olarak adlandırılan daha yeni bir bit odaklı bir protokol de kullanılır. Ek olarak diğer formatlar; 419, 561, 573, 582, 615 ve 717 gibi diğer ARINC özelliklerinin de kısaca açıklamasını içerir.

Aeronautical Radio, Incorporated (ARINC) ‘Havacılık Radyosu, Incorporated (ARINC)’,  havacılık ve seyahat endüstrilerinin verimliliğini, çalışmasını ve performansını sağlamak için sistemler ve hizmetler geliştiren ve işleten büyük bir şirkettir. 1929’da dört büyük havayolu şirketi tarafından tek bir lisans sahibi ve hükümet dışındaki radyo iletişimi koordinatörlüğünü sağlamak üzere düzenlendi. Tüm havayolları ve uçaklar ARINC’in hizmetlerini kullanabilse de, yalnızca havayolları ve havacılıkla ilgili şirketler hissedar olabilir. Şimdi merkezi Annapolis, Maryland’de bulunan ve dünya genelinde 50’den fazla işletme lokasyonuyla 280 milyon dolarlık bir şirkettir. Şirketin iki büyük iş kolu var:

Havacılık ve seyahat endüstrisi için iletişim ve bilgi işlem hizmetleri,

Hükümet ve sanayi için sistem mühendisliği, geliştirme ve entegrasyon.

 Eq.ID EquipmentType Eq.ID EquipmentType
001 FlightControlComputer(701) 029 ADDCS(729)andEICAS
002 FlightManagementComputer(702) 02A ThrustManagementComputer
003 ThrustControlComputer(703) 02B Perf.Nav.ComputerSystem(Boeing737)
004 InertialReferenceSystem(704) 02C DigitalFuelGaugingSystem(A310)
005 AttitudeandHeadingRef.System(705) 02D EPRIndicator(Boeing757)
006 AirDatasystem(706) 02E LandRolloutCU/LandingC&LU
007 RadioAltimeter(707) 02F FullAuthorityEEC-A
008 AirborneWeatherRadar(708) 030 AirborneSeparationAssuranceSystem
009 AirborneDME(709) 031 Chronometer(731)
00A FAC(A310) 032 PassengerEntertain.TapeReproducer(732)
00B GlobalPositioningSystem 033 PropulsionMultiplexer(PMUX)(733)
00D AIDSDataManagementSystem 034 FaultIsolationandDetectionSystem(734)
010 AirborneILSReceiver(710) 035 TCAS(735)
011 AirborneVORReceiver(711) 036 RadioManagementSystem(736)
012 AirborneADFSystem(712) 037 WeightandBalanceSystem(737)
016 AirborneVHFCOMReceiver(716) 038 ADIRS(738)
017 DEFDARS-AIDS(717) 039 MCDU(739)
018 ATCTransponder(718) 03A PropulsionDiscreteInterfaceUnit
019 AirborneHF/SSBSystem(719) 03B AutopilotBufferUnit
01A ElectronicSupervisoryControl 03C TirePressureMonitoringSystem
01B DigitalFlap/SlatComputer(A310) 03D AirborneVibrationMonitor(737/757/767)
01C EngineParameterDigitizer(Engine) 03E CenterofGravityControlComputer
01D A/P&F/DModeControlPanel-757/767 03F FullAuthorityEEC-B
01E PerformanceDataComputer(Boeing) 040 CockpitPrinter
01F FuelQuantityTotalizer 041 SatelliteDataUnit
020 DFSSystem(720) 046 CTU
023 GroundProximityWarningSys(723) 047 DigitalFlightDataRecorder
024 ACARS(724) ---- additionalitems
025 ElectronicFlt.Instruments(725) ---- “
026 FlightWarningComputer(726) ---- “
027 MicrowaveLandingSystem(727) 241 HighPowerAmplifier
Tablo 1: Sistemlerde Kullanılan Bilgisayarların Kimlik Listesi

ARINC 429 nedir?

ARINC 429, avionic ekipmanları ve uçak sistemlerin birbirleriyle nasıl iletişim kurmaları gerektiğini tanımlayan bir özelliktir. Onlar bir çiftler halinde mavi ve kırmızı renklerin kullanıldığı kablolar ile  birbirine bağlanırlar. ARINC özellikleri kullanılan elektrik ve veri protokollerini tanımlar. ARINC 429, Mark 33 Dijital Bilgi Aktarım Sistemi (DITS) olarak bilinen tek yönlü bir veri yolu standardı kullanır. Mesajlar, ikisinden (mavi/kırmızı) birinin bit hızı ile iletilir. Veri yolu mesajlarını izleyen diğer sistem elemanlarına saniyede 12,5 veya 100 kilobit. İletim ve alım ayrı bağlantı noktalarında olduğundan, çok sayıda avionic sistemleri ve uçak sistemlerinde kullanıldığı için uçaklarda çok sayıda kablo kullanılır.

ARINC 429 kullanımı

ARINC 429; Airbus A310 / A320 / A330 / A340 / A350 / A380,  Bell Helikopterleri; Boeing 717 / 727 / 737 / 747 / 757 / 767 / 777 / 787 uçaklarında yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Boeing ve Airbus uçaklarının son üretilen modellerinde ARINC 629 olarak belirtilen daha yeni bir veri aktarım sistemi kullanılmaktadır, çift yönlü kullanılan yeni sistem ile uçaklardaki kablo ağırlığını azaltmak hedeflenmiştir. Askeri uçaklar genellikle Askeri Özellikler MIL-STD-1553’te belirtilen yüksek hızlı, iki yönlü bir protokol kullanır.

ARINC 429 Elektriksel Özellikler

Bir ARINC 429 veri yolu, 32 bit kelimeleri iletmek için iki sinyal kablosu kullanır. Sıralı kelimelerin iletimi, en az 4 bitlik NULL (sıfır voltaj) ile ayrılır. Bu, ayrı bir saat sinyali kablosuna olan ihtiyacı ortadan kaldırır. Bu nedenle bu sinyalin kendi kendine çalışan bir sinyal olduğu bilinmektedir. Nominal iletim voltajı, pozitif (kırmızı kablo) veya negatif (mavi kablo) kutuplu, kabloları (arasındaki farkı) arasında 10 ± 1 volttur. Bu nedenle, her sinyal ayağı +5V ile -5V arasında değişmektedir. Bir kablo + 5V ise, diğeri -5V’dir ve bunun tersi de geçerlidir. Bir kabloya ‘A’ (veya ‘+’ veya ‘HI’), diğer tarafına ‘B’ (veya ‘-‘ veya ‘LO’) tarafı verilir. Bu, bipolar sıfıra dönüş (BPRZ) modülasyonu olarak bilinir. Karışık sinyal durumu üç seviyeden biri olabilir:

İki tel arasında (A’dan B’ye) 7.25 ile 11 volt arasında,HI.

Boş, 0,5 ile -0,5 (A - B) arasında olmalıdır.

-7,25 ile -11 volt (A’dan B’ye) arasında, LO

Alınan voltaj hat uzunluğuna ve veri yoluna bağlı alıcı sayısına bağlıdır. Tek bir veriye 20’den fazla alıcı bağlanmaz. Her veri yolu tek yönlü olduğundan, yanıt vermesi veya mesaj göndermesi gerekirse bir sistemin kendi iletim veriyoluna sahip olması gerekir. Verici ve alıcı devreler, yüksek ve düşük durumlar arasındaki boş geçişi güvenilir bir şekilde göndermek ve tespit etmek için tasarlanmalıdır. Parametreler, Tablo 2’de tanımlanan işlem tipine göre değişir.

ARINC 429 Karakteristik Özellikleri

Protokol

ARINC 429 çok basit, noktadan noktaya bir protokoldür. Bir kablo çifti üzerinde sadece bir verici olabilir.Verici her zaman 32 bit veri kelimesini veya boş durumunu iletiyor. Bir kablo çifti üzerinde en az bir alıcı olur ve 20’ye kadar da alıcı bağlanabilir. Çoğu durumda, bir ARINC mesajı tek bir veri kelimesinden oluşur. Kelimenin etiket alanı, kelimenin geri kalanında yer alan verinin türünü tanımlar.

Bit zamanlama ve dönüş hızı

Çevirme hızı, ARINC dalga formatında yükselme ve düşme zamanını ifade eder. Spesifik olarak, ARINC sinyalinin, darbenin ön ve arka kenarlarında yüzde 10’dan yüzde 90’a kadar voltaj genliği noktalarına yükselmesi için geçen süreyi belirtir. Şekil 2’ye bakınız.

ARINC429 Word Format

ARINC veri kelimeleri her zaman 32 bittir ve tipik olarak Parity, SSM (Sign/StatusMatrix), Data, SDI (Source Destination Indicator) ve Label gibi beş ana alanı içeren Şekil 3’te gösterilen formatı kullanır. ARINC convention numbers the bits from1(LSB)to32 (MSB).

Parity (Eşlik) Parçaları

MSB (Datatipi) her zaman ARINC 429 için eşlik bitidir. Bazı testler dışında eşlik normalde tek değere ayarlanmıştır. Tek eşlik, 32 bit kelimesinde, eşlik biti ayarlayarak ya da temizleyerek tek sayıda ‘1’ bit olması gerektiği anlamına gelir. Örneğin 1-31 bitleri çift sayıda ‘1’ bit içeriyorsa, tek paritesi oluşturmak için bit 32’nin ayarlanması gerekir. Öte yandan, eğer bit1-31 arasında tek sayıda ‘1’ bit vardır, eşlik bitinin net olması gerekir.

SSM (Sign / Status Matrix)

31 ve 30 bitleri, İşaret / Durum Matrisini veya SSM’yi içerir. Bu alan donanım ekipmanı durumu, çalışma modu veya veri içeriğinin geçerliliğini içerir.

Data (Bilgi)

29 ile 11 arasındaki bitler, birkaç farklı formatta olabilen verileri içerir. Ayrıca çeşitli üreticiler tarafından uygulanmış birçok standart dışı format vardır. Bazı durumlarda, veri alanı SDI bitlerine çakışmaktadır. Bu durumda, SDI alanı kullanılmaz.

SDI (Source Destination Indicator)

Bit 10 ve 9, bir Kaynak / Hedef Tanımlayıcısı olarak kullanılır. Bu, verilerin alındığı alıcının tanımlanması için birden fazla alıcı için kullanılır. İletim kaynağını tanımlamak için birden fazla sistemde de en fazla 20 alıcı kullanılabilir.

Label (sınıflandırmak)

8 ile 1 arasındaki bitler, veri türünü ve bununla ilişkili parametreleri tanımlayan bir etiket içerir. Etiket, mesajın önemli bir parçasıdır ve aşağıda daha ayrıntılı olarak açıklanmaktadır. Sözcüğün geri kalanının veri tipini ve dolayısıyla kullanılacak veri çeviri yöntemini belirlemek için kullanılır.Çeşitli veri tipleri aşağıda ayrıntılı olarak açıklanmaktadır. Etiketler tipik olarak octal (sekizli ) sayılarla temsil edilir.

Transmission Order (İletişim Sunumu)

Etiket hariç her bir baytın en az anlamlı biti önce iletilir ve etiket her durumda verilerin önünde iletilir.

ARINC veriyolunda iletilen bitlerin sırası aşağıdaki gibidir:

8,7,6,5,4,3,2,1,9,10,11,12,13…32.

Not: Veriyolunda 32 bitlik bir ARINC sözcüğü iletildiğinde, etiket durumunda, en önemli bit ilk önce iletilir. Bu ters sıralama, ARINC kelimesindeki diğer bitlerin iletim sırasının aksinedir.

ARINC 429 Data Types (ARINC 429 Veri Tipleri)

Tüm ARINC verileri 32 bit kelimeyle iletilir. Veri türü İkili Kodlu Ondalık (BCD), ikinin tamamlayıcısı ikili gösterim (BNR), Ayrık Veri, Bakım Verileri ve Onay ve ISO Alfabesi olabilir. # 5 karakter verisi. En yeni sürümlerde, dosyaları iletmek için bit odaklı mesaj paketleri kullanılabilir.

BCD Data Encoding (BCD Veri Kodlaması)

BCD veya ikili kodlanmış ondalık, ARINC’de bulunan ortak bir veri biçimidir. 429 ve daha birçok mühendislik uygulaması. Bu formatta, her bir ondalık basamağa dört bit tahsis edilir. Genelleştirilmiş bir BCD mesajı Şekil 4’te gösterilmektedir. Veri alanları en fazla beş alt alan içerir. En önemli alt alan sadece bitleri içerir, böylece maksimum ondalık değeri olabilir. Maksimum ondalık değer 7’den büyükse, 29 ile 27 arasındaki bitler sıfırlarla doldurulur ve ikinci alt alan en belirgin hale gelir. Şekil 5’teki örnek mesaj, DME mesafesinin 25786 olduğuna ve pozitif bir işarete sahip olduğuna dair verileri iletmektedir. Özel donanım, sayısal ölçek ve ondalık noktanın konumu etiketin bir işlevidir ve daha sonra tartışılacaktır.

BNR Data Encoding (BNR Bilgi Şifrelemek)

BNR veyabinary ‘ikili’ kodlama da çok yaygın bir ARINC veri formatıdır. Bu tür bir kodlama, verileri neredeyse her gün modern bilgisayarda kullanılan formatta, ikili bir sayı olarak saklar. Genel BNR formatı. Bit 29, işaret bitidir ve bit 28, tanımlanan parametrenin maksimum değerinin yarısını temsil eden veri alanının en önemli bitidir. Ardışık bitler, bir ikili kesir serisinin artışlarını temsil eder.

Önümüzdeki ay yazımın ikinci kısmı olan ARINC bus’ı tanıtmaya devam edeceğim. Beni okuduğunuz için hepinize ayrı ayrı teşekkür eder, sevgi ve selamlarımı iletiyorum.