ARINC low speed / high speed

Diskutiere ARINC low speed / high speed im Luftfahrzeugtechnik u. Ausrüstung Forum im Bereich Grundlagen, Navigation u. Technik; Hallo, ich hab da eine Frage, auf die ich keine Antwort finde: Es gibt bei ARINC die Datenübertragungsraten "low speed" und "high speed"....

Moderatoren: Skysurfer
  1. #1 Kathrin, 18.12.2014
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    Hallo,
    ich hab da eine Frage, auf die ich keine Antwort finde:
    Es gibt bei ARINC die Datenübertragungsraten "low speed" und "high speed".
    Warum darf man diese nicht auf dem selben Bus verwenden?

    Mfg
     
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  3. cool

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    Vorstellung :wink:

    Woher hast du, dass man es nicht darf? Oder stand da, das man es "nur" nicht macht?
     
    Kathrin gefällt das.
  4. #3 Kathrin, 18.12.2014
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    Vorstellung? Dazu ist doch das Profil da, oder?

    Ob man es nicht darf, oder ob man es einfach nicht macht, ist aus der verschiedenen Fachliteratur nicht wirklich erkennbar.

    Anstoß zu der Frage brachte eine Prüfungsfrage, welche Aussage über ARINC richtig ist. Die richtige Auswahlantwort lautete, dass highspeed und lowspeed möglich ist, jedoch nicht auf dem selben Bus.
    Bei der Bearbeitung kam die Frage auf, warum nicht.
     
  5. cool

    cool Testpilot

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    Der ARINC 429-Bus ist ein sehr "einfacher" Bus den man sich nicht wie eine Internetverbindung/Ethernet vorstellen darf. Es gibt dabei immer einen Sender und mehrere Empfänger auf einer Leitung/Kabel. Wenn ich nun also Daten zum Luftdruck vom Luftdatenrechner zu den zb. Flugdatenrechner schicken will, muss ich zwischen beiden Beteiligten physisch ein Kabel ziehen. Es werden keine Signale irgendwo über Knotenpunkte geschleust, genausowenig wird das Datenwort einen variablen Weg nehmen können.
    Wäre wie wenn du für eine eMail-Adresse zum empfangen und senden physisch ein Kabel zu deinem eMail-Provider legen müsstest, einfach ins Internet(Ethernet) reicht da nicht aus.

    Sender wie Empfänger müssen nun highspeed unterstützen, da aber nur Sender/Empfänger auf einer Leitung liegen, wird entweder highspeed oder lowspeed gesendet, je nachdem mit was die Beteiligten Rechner umgehen können, ein Mischbetrieb ist nicht notwendig. Im lowspeed senden, wenn man auch mit highspeed arbeiten kann, macht dann wenig Sinn, zudem kommt es da schnell zu "kuddelmuddel".
    Die Art und Weise wie die Datenwörter zwischen den Rechner synchronisiert werden ist da wichtig. Generell ist bei allen Bus-Systemen eine Synchronisation zwischen den Rechner nötig, damit jeder weiß, bei welchem Bit ein Datenwort anfängt und wie so ein Bit aussieht (also Zeit des Signals). Das kann man nun über gesonderte Leitungen machen (wie üblicherweise in PCs), oder das Datenwort selbst definiert dies und man spart sich die extra Leitung, das erhöht dafür den "Overhead", also den Teil des Datenworts der keine eigentliche Information zwischen den Rechnern überträgt. So macht das der ARINC 429 Bus.
    Im highspeed ist das genau festgelegt (Taktrate), im lowspeed kann dies variabel geschehen. Wenn der Bus so aufgebaut ist, dass er highspeed mit einer festen Rate unterstützt, dann würden lowspeed-Worte mit anderer Taktrate nicht verstanden werden.

    Wie Soldaten beim Marschieren: entweder jeder hat genug Platz zum Vordermann, dann kann jeder in seinem eigenen Takt laufen, oder (wie üblich) werden diese eng gestaffelt, dann müssen sie aber im Takt laufen, sonst treten sie sich gegenseitig.
    Selbst wenn einer der im (highspeed)-Takt in einer Gruppe läuft, in der jeder seinen eigenen Takt hat, erhöht dies unterm Strich auch nicht Menge der Soldaten.
     
  6. #5 LFeldTom, 19.12.2014
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    Keine Definition von Arinc-429, aber zumindest aus einem Tutorial dazu:

    Die Separation ist in der Tat wohl die Wurzel der Geschichte. Etwas weiter ausgeholt für die, die das möglicherweise auch spannend finden (cool darf das gähnend überlesen):

    Auf dem Bus darf nur einer senden - und das seriell. Ein Datenwort ist IMMER 32Bit groß - also 32 Signale hintereinander. Für komplexere Anwendungen dürfen mehrere 32Bit Words zusammengefasst werden. Elektrisch werden die allerdings stets jeweils für sich gesendet. Auch wenns grad nichts zu erzählen gibt muss gesendet werden - Schweigen ist Silber - Reden ist Gold.

    Also brummelt da jetzt ununterbrochen ein Datenstrom von 0 und 1 daher.

    Frage: Woher weiß der Empfänger jetzt wo ein Datenwort anfängt ??

    Obige Erklärung könnte da etwas irreführend sein, da sich das in den Datenworten selber nicht wieder spiegelt. Wer die reine Bitsuppe vorgesetzt bekommt kann das leider nicht erkennen. Daher gibt es zur Separation ein Gap - eine Lücke zwischen den Datenworten.

    Wie wird diese Lücke realisiert ?
    Es gibt 3 Pegelzustände: NULL, HIGH, LOW
    1 ist von NULL auf HIGH und dann wieder zurück auf NULL
    0 ist von NULL auf LOW und dann wieder zurück auf NULL

    GAP ist länger auf NULL bleiben. (also kein Pegelwechsel für eine bestimmte Zeit)

    Und was ist jetzt länger ?

    GAP ist definiert durch mindestens die Zeit, die für die Übertragung von 4 Bits benötigt wird. (2 Bit Lücken [zeitlich - nicht einfach wegfallend) sind auch während der normalen Datenworte erlaubt).

    Und ich denke genau hier liegt die Ursache dafür, dass High-Speed und Low Speed nicht gemischt werden dürfen. Der Empfänger muss eine verlässliche Größe für das Gap haben. Bei wechselnden Geschwindigkeiten wäre die Separationserkennung zu komplex / fehlerträchtig.

    Das ist jetzt allerdings nicht fest in Stein gemeißelt, sondern nur der Reim, den ich mir daraus mache. Wird hier sicherlich Experten geben, die das besser und verbindlicher erklären können.

    PS:
    Für die, die jetzt unter HighSpeed bahnbrechende Übertragungsraten vermuten - schließlich HighTech im Flugzeug. 100KBit/s macht bei 32Bit gerade mal gut 3000 Worte / Sekunde. Zu Zeiten als die Mäuse am PC noch per RS232 angeschlossen wurden, da wurden überlicherweise 115,2KBit/s verwendet. Einfach um mal ein Gefühl dafür zu bekommen...
     
  7. #6 Kathrin, 19.12.2014
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    Vielen Dank für die Antworten!
    Ich habe gestern auch noch eine Mail von einem Berufsschullehrer bekommen, der folgendes schrieb:
    Das hat 2 Gründe: die ARINC 429 Empfänger sind nicht Autosensing fähig. Das heißt sie können sich nicht wie eine Netzwerkkarte an unterschiedliche Geschwindigkeiten anpassen. Der Hauptgrund aber ist, das ARINC 429 ein Singlemaster Bus ist und der Master sendet nun mal nur mit einer Geschwindigkeit.
    Es deckt sich also mit euren Antworten.
    Das mit dem Datensalat, durch die GAPs macht auch Sinn, hätte ich auch selbst drauf kommen können.
    Danke nochmal und frohe Weihnachten!
     
  8. cool

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    Das bekommt er ja quasi über das Signal selbst, dadurch das ein Bit ja immer ein Anstieg UND ein Abfall des Signals bedeutet (Return to Zero) und darüber bekommt ein Empfänger dann mit, wie die Taktrate auf dem Bus aussieht und kann dann anfangen zu "zählen". Findet er das Gap, dann weis er auch, dass aber hier neue Datenworte losgehen.

    Denke ich auch, dazu kommt natürlich auch die Frage der Sinnhaftigkeit, wenn ich das System (und wie gesagt, es ist immer eine seperate Leitung zwischen Sender/Empfänger) für highspeed auslege, sprich beide Kisten dazu in der Lage sind (erhöhte Anforderungen an das Signal, das muss quasi "sauberer" erstellt werden, die Toleranzen sind da etwas enger), wozu sollten die dann zwischendurch lowspeed "reden".

    Ist natürlich korrekt, dazu muss ich aber anmerken, dass dieser Bus Einzug hielt, als Computer für die meisten ein Fremdwort war und Autos üblicherweise mit Vergaser liefen (Einspritzanlagen waren gerade im kommen). Damals sah man sich aber schon genötigt, Navigationsdaten ect. über einen solchen Bus zu übertragen, also durchaus letale Informationen.
    Dann ist der Informationsgehalt in so einem Datenwort (zumindest BNR-Wort) relativ hoch, weil die Informationen ja gezielt für solche Art von Datenwörter aufbereitet werden, es wird also Luftdruck, missweisender Kurs, barometrische Höhe und x-Andere in genau ein Datenwort gepackt, inkl der Information wo es herkommt, wo es hin soll, ob der Rechner selbst denkt, dass er intakt ist (also das Signal selbst für tauglich hält) usw.
    So 1 zu 1 lässt sich das quasi nicht mit anderen nicht so spezifischen Bussen vergleichen, weil dort ja wesentlich mehr Datenvolumen für den Overhead drauf geht.

    Jain, das Clocksignal, also die Taktrate ergibt sich aus dem Datenwort selbst, der lowspeed hat ja auch eine relativ hohe Toleranz was die Taktrate angeht, aber das rührt wohl eher aus den 70er, da hat man das eben noch etwas weiter gestreckt auch um die Fehleranfälligkeit zu senken. Also die Empfänger passen sich insofern schon an, aber die machen keine Sprünge zwischen 14kHz und 100kHz.
     
  9. #8 LFeldTom, 19.12.2014
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    Richtig. Und wenn man per Definition das GAP ans Ende des Datenwortes legt haut das auch so hin. Wenn das GAP als Präambel "gesendet" wird (in Anführungszeichen, da ja eben kein Pegelwechsel stattfindet), dann wäre das schon essig. Mit aktuellen Low Cost µControllern ließen sich auf Receiver-Seite auch wechselnde Geschwindigkeiten detektieren und zuverlässig verarbeiten. Der zusätzliche Aufwand ist sicherlich auch überschaubar. Zur Entstehungszeit von ARINC 429 war das sicherlich noch anders - eben auch was den Datenbedarf angeht. Im realen Leben wird der Bus von der Datenmenge eh nie ausgereizt.
     
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    Hallo

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  11. cool

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    Komm da nicht mit, ist das nicht egal? :headscratch:

    Der Empfänger schaut zu einem beliebigen Punkt auf den Bus, sieht nen paar Bits vorbei rauschen, weis ja nun, wie die Taktrate ist (er muss ja nur die Zeit mitstoppen) und dann weis er auch wie das Gap aussehen muss. Der Satz an Bits der dann nach dem Gap kommt, muss ja dann ein Datenwort sein, welches er auslesen kann.
    Die ersten Bits (die ja auch nen Wort darstellen) kann er als solche natürlich noch nicht identifizieren.
     
  12. #10 LFeldTom, 19.12.2014
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    Bei fester Frequenz - also im wahren Leben - hast du völlig recht. Frequenzerkennung anhand der Nutzdaten - somit GAP bekannt.

    Nur zur Veranschaulichung warum wechselnde Frequenzen mit GAP-Präambel schlecht ist. GAP zuerst - dann weißt du noch nicht welche Frequenz. Die kannst du mit dem nächsten Wort ermitteln - dieses Wort wäre dann aber erstmal verloren, da du ja erst das GAP nach dem Wort findest. Genau genommen auch nur der Wechsel von langsam nach schnell problematisch.

    Für interessierte Mitleser - Statusmeldungen wie z.B. Stand der Flaps werden periodisch wiederholt und nicht nur einfach bei Änderungen gesendet. Daher sind einzelne verlorene Worte im Regelfall noch kein echtes Problem.
     
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ARINC low speed / high speed

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