为了在试验室验证某型机综合显示系统接收ARINC818视频的能力，缩短后续型号试飞周期，设计了一套基于ARINC818协议的视频仿真系统。
该系统采用FPGA逻辑实现了不同分辨率和帧频的视频传输广东深圳专业GE磁共振产品设计公司盘活医疗数据，腾讯云连接智慧医疗服务。
最终在试验室搭建了仿真环境和测试平台，验证了设计的可行性和正确性。

　　关键词：ARINC818；航空视频；光纤通信
　　中图分类号：V24 文献标志码：A
　　0 前言
　　新一代的航空电子系统对数字视频的传输带宽、质量提出了更高的要求，为了满足日益紧迫的高性能和关键数字视频传输的需求，2007年1月航空电子委员会（AEEC）对外正式发布了ARINC818视频传输协议，ARINC818又名航空电子数字视频总线（Avionics Digital Video Bus），简称ADVB，是基于光纤通道和FC-AV协议标准制定的，主要用于开发高带宽、低延迟和非压缩数字视频传输。

　　光纤通道（FC）具有低延迟和高带宽的特性，其高达16G的带宽为大容量的音视频传输提供了可能。
FC-AV是基于FC的光纤音视频传输协议，通过容器系统规定了数字音视频映射到FC帧的规则。
FC-AV与FC的网络协议结构一致，共有5层，如图1所示。

　　虽然FC-AV 协议已经在F18和C130AMP等军用机型中得到了应用，但每个协议都是定制的，不能互相兼容。
ARINC818协议是基于FC-AV 协议标准制定的，是对FC-AV协议内容的简化，也是专门针对航空电子视频系统设计制定的国际广东深圳专业医疗器械产品工业产品设计空调结构设计对提高产品性能的影响统一标准，为高速视频系统的标准化提供了机会。

　　1 ARINC818概述
　　ARINC818是针对高带宽、 低成本开发的视频接口和协议标准，满足了高性能数字视频传输的需求，在国外已被波音787和空客A400M采纳使用。
在国内军用航空领域，该标准也已经得到应用，是未来航空视频传输领域的主要趋势。

　　ADVB帧是ARINC818协议的基本传输单元，ADVB帧格式与FC格式一致，由一个SOFx指令（4字节）开始，以一个EOFx指令（4字节）结束。
ADVB帧头由24字节组成，帧头字节描述了源地址、目的地址和队列中的具体位置等帧属性。
数据载荷最大可容纳2112个字节，ADVB帧中的CRC同光纤通道中的定义一致，由一个4字节组成的32位光纤字组成，用于校验SOFx和CRC之间的数据的完整性。
ADVB帧结构如图2所示。

　　广东深圳专业贝朗血透机产品设计公司过度医疗ARINC818像FC-AV一样定义了容器结构，一个视频帧是通过广东深圳专业医疗设备产品工业产品设计加强医疗安全管理提高医疗服务质量一个ADVB容器传输的，视频帧与ADVB容器是一对一映射关系，一个ADVB容器中包括一系列的ADVB帧，容器中ADVB帧数的多少由�频传输的分辨率决定。

　　ADVB容器由容器头和对象两部分组成。
容器头包括容器的一些具体属性信息，它由22个32位字来定义，而容器中的视频数据通过对象来承载传输。
ADVB定义了4个对象：Object0， Object1， Object2和Object3。
Object0是一个单独的ADVB帧用来承载辅助数据，Object2和Object3承载视频数据。
ADVB容器结构如图3所示。

　　2 需求分析
　　为了适应当前阶段日益复杂的战场环境，需要为飞行员和乘员以图像或视频形式提供大量的信息，通过ARINC818传输协议组建复杂的视频传输系统、视频系统包括雷达、红外传感器、飞行器记录仪、光学相机、图像融合系统、合成视觉、平视显示器和低头多功能显示器、视频集中器和其他子系统。
视频系统用于滑行和起飞辅助、货物装载、导航、目标跟踪、碰撞避免和其他关键功能。
复杂航空电子视频广东深圳专业医用设备产品外观工业产品设计医疗设备维修与保养管理模块的设计与实现传输系统框图如图4所示。

　　为了充分验证机载复杂图像传输网路的功能和性能，需要在地面搭建视频仿真系统，模拟机上设备的视频传输状态。

　　3 方案设计
　　ARINC818视频仿真设备应用于地面测试环境，用于将工控机主机显卡输出的DVI信号转换成ARINC818信号，并通过光纤传输到可接收ARINC818信号的显示器进行显示。
ARINC818视频仿真设备结构广东深圳专业医用产品设备外观工业产品设计新材料、新技术与工业设计的关系组成如图5所示。
根据应用需求，该方案需实现以下功能：
　　具有1路DVI接收端口和2路互为冗余的ARINC818光纤端口；
　　支持输入DVI信号，并转换为ARINC818信号输出；
　　DVI连接器为DVI-I形式，ARINC818光连接器为SFP形式；
　　支持的ARINC818信号分辨率最大为1920×1080，分辨率可配置，默认为1280×1024，60Hz，24bit（8�U8�U8）；
　　视频信号扫描方式：逐行扫描，从上到下，从左到右；
　　光纤波长：850nm；连接速率：4.25Gbps。

　　3.1 硬件设计
　　视频仿真设备采用机架式工控机，插装标准PCIe结构的视频卡，功能框图如图6所示。

　　视频卡的功能是将DVI信号转换成ARINC818信号，视频数据处理流程如图7所示。
采用TI公司的TFP401型号的DVI Receiver将DVI信号解码，生成RGB 24bit视频源数据和场同步信号、行同步信号等视频控制信号，输入到Xilinx Artix-7 FPGA进行处理，FPGA将视频源数据进行编码，存入ARINC818数据帧的payload字段，通过FPGA的GTX接口再输出到SFP光模块，经过电光转换之后发送到外部光缆，光信号经过光纤介质传播到显示器端，进而由显示器的内部电路处理后，将视频图像显示出来。

　　3.2 FPGA逻辑设计
　　FPGA设计主要包括FC MAC、ARINC818协议处理单元：
　　RGB信号通过DVI接口进入ARINC818协议处理单元完成ARINC818协议封装； 　　ARINC818 MAC完成发送方向的FC-0、FC-1层接协议，包括8b/10b编码、并串转换等，最后把高速位串流通过SERDES接口输出至光模块。

　　FPGA逻辑实现框图如图8所示。

　　在整个FPGA系统中，FC MAC模�K位于Xilinx的GTX硬核之上，Ingress/Egress模块之下。
主要完成下列3项功能：
　　FC接收状态机：接收来自GTX收发器的数据信号以及K字符状态信号，将接收信号与其内部的同步脉冲进行对齐，产生32位信号输出，并维护链路的同步状态。

　　FC端口状态机： 实现了一个符合Fibre Channel网络标准的链路状态机，此外还能根据端口的状态形成发送信号流。

　　FC成帧： 对接收到的信号（数据和原语）进行解析，形成帧级数据输出以及各种数据状态信号。

　　4 试验验证
　　在试验室搭建仿真环境，DVI数据源分别选择标准的竖条纹RGB数据和DVI视频数据，视频数据通过仿真设备按ARINC818协议完成ADVB帧封装，通过光模块发送至综合显示终端的光纤接收模块，最终在显示器上恢复显示图像。

　　结语
　　本文以Xilinx Artix-7系列FPGA和TI TFP401型DVI Receiver芯片为核心设计硬件平台，提供了将DVI信号转换成ARINC818信号的解决方案，在地面搭建仿真环境，实现对机载视频传输系统的地面仿真和验证。

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