ARINC 429 est une norme pour l'aéronautique qui décrit à la fois une architecture, une interface électrique et un protocole pour véhiculer des données numériques : soit des paramètres de vol individuel, soit des blocks de données (tels que des fichiers). Son titre est "Mark 33 Digital Information Transfer System (DITS)".
Au début du , ARINC 429 est le bus informatique le plus répandu sur les systèmes avioniques complexes.
Historique
Écriture de la norme La norme ARINC 429 a été développée et est maintenue par l'Airlines Electronic Engineering Committee (AEEC), comité de la société ARINC.
ARINC 429 est issue de la norme ARINC 419 qui fut la première à décrire quatre topologies de bus numériques pour l'aviation commerciale, dont la première version a été publiée en 1966, et la dernière mise à jour faite en 1983aim-online aero.polimi, ..
La première norme ARINC 429 (ARINC 429, équivalente à ARINC 429-0) a été publiée en , et la version actuelle (en 2025) est la version Arinc 429-19 adoptée par l'AEEC en 2019..
Elle est composée de trois parties : partie 1 : Description fonctionnelle, interface électrique, étiquettes, formats des mots (Mise à jour du 22 Janvier 2019) ; partie 2 : Standard pour les mots discrets (Mise à jour du 01 Aout 2019.) ; partie 3 : Techniques de transfert de fichiers (Mise à jour du 25 juin 2009.).
Cet article traite principalement de la de la norme.
Descriptif des documents Le standard intitulé "Mark 33 Digital Information Transfer System (DITS) - Part 1 - Functional description, Electrical interface, Label assignments and Word formats", (sous titre: "ARINC Specification 429P1-19, Digital information transfer system set") est un document en anglais, dont la partie principale couvre 20 pages. Elle est complétée par environ 200 pages d' "Attachments" et d' "Appendices". Le but de cette seconde partie serait de définir, pour chaque calculateur de l’aéronef, pour chaque Label, le nom du paramètre et le format de ce paramètre qui est supporté. Cette description inclut des exemples et des déviations aux règles précédemment décrites.
Le standard intitulé "Mark 33 Digital Information Transfer System (DITS) - Part 2 - Discrete word Format standards", (sous-titre: "ARINC Specification 429P2-15") est un document en anglais. Il est constitué de deux chapitres : une introduction d'une page suivie par une section de 137 pages, intitulé "Data standard". Ces "data standards" correspondent à la définition de "mots ARINC 429" issus des différents calculateurs avioniques, donnant la définition d'un ensemble d'indicateurs discrets associés à chaque calculateur.
Le standard intitulé "Mark 33 Digital Information Transfer System (DITS) - Part 3 - File data transfer technique", (sous-titre: "ARINC Specification 429P3-19") est un document de 122 pages, en anglais aussi, qui est constitué de 3 chapitres : une introduction, un second chapitre qui décrit la première version du protocole, et le dernier chapitre qui décrit la version 3 du protocole. Ces 3 chapitres sont suivis par 14 « Attachments » (non vide) et 11 « Appendices ».
Couche physique
Topologie
La norme ARINC 429 décrit un bus de données série unidirectionnel standard (simplex).
Cette norme impose qu'il n'y ait qu'un seul émetteur par bus et que le nombre de récepteurs soit inférieur 20.
center|Architecture ARINC429 avec un émetteur et plusieurs récepteurs.Il en résulte que les calculateurs avionique courant (appelés LRU pour "Line Remplacable Unit"), qui utilise ce média de communication, ont peu d'interfaces de sortie, mais beaucoup d'interfaces d'entée.
Support
La connexion est réalisée par l'intermédiaire d'une paire torsadée blindée composée de deux brins (ou lignes) « A » et « B »aim-online, p.9..
Le transfert des données est réalisé en différentiel entre les deux lignes de la paire.
L'impédance de l'émetteur doit être maintenue en permanence à quel que soit le niveau HIGH, LOW ou NULL, divisée de manière égale entre les deux lignes de la paire. Cette valeur a été choisie pour être approximativement égale à l'impédance caractéristique de la paire blindée.
La résistance de chaque récepteur, entre les deux lignes (« A » et « B ») mais aussi entre chacune des lignes et la masse, doit être maintenue supérieure à . Idem pour la capacitance, qui doit être inférieure à entre les deux lignes, mais aussi entre chacune des lignes et la masse.
La résistance totale des récepteurs (jusqu'à 20) mis en parallèle doit rester supérieure à .
Encodage des bits
L'encodage utilisé est de type bipolaire avec retour à 0 répondant à la forme suivante :
center|450px|Encodage d'un bit ARINC 429
Niveaux
Les trois niveaux utilisés pour l'encodage entre les deux brins (A et B) de la paire blindée sontaim-online aero.polimi :
NiveauLigne A <> Ligne BCôté émetteurLigne A <> Ligne BCôté récepteurHIGH+10.0 V ± 1.0 Vde +6.5 à +13 VNULL0 V ± 0.5Vde +2.5 à -2.5 VLOW -10.0 V ± 1.0 Vde -6.5 à -13 V
Côté émetteur, les niveaux entre chaque brin et la masse doivent aussi être maintenus :
NiveauLigne A <> MasseCôté émetteurLigne B <> MasseCôté émetteurHIGH+5.0 V ± 0.5 V -5.0 V ± 0.5 VNULL0 V ± 0.25V0 V ± 0.25VLOW -5.0 V ± 0.5 V+5.0 V ± 0.5 V
Lorsque l'émetteur ne transmet rien, il place le bus à l'état NULL.
Temps et vitesse
Il existe deux vitesses de transmission : le Low speed (entre et ) et le High speed (). Pour chacune de ces vitesses, la norme impose des temps caractéristiquesaim-online : le taux de transfert ("Bit rate"), la durée d'un bit ("1bit time"), la durée d'un demi-bit ("1/2bit time"), le temps de montée ("Rise time"), le temps de descente ("Fall time").
center|300px|Temps d'un bit ARINC 429
Bit rate1bit time1/2bit timeRise timeFall time100kbits/s ± 1 %10µs ± 0,25µs5µs ± 0,25µs1,5µs ± 0,5µs1,5µs ± 0,5µs12,5kbits/s ± 1 %80µs ± 2µs40µs ± 2µs10µs ± 5µs10µs ± 5µs
Séparation des mots ARINC 429 : Le "Gap". Sur un bus ARINC 429, les données sont transmises par mots de 32 bits (voir le chapitre suivant). Les mots s'enchainent les uns à la suite des autres. Pour que le récepteur détecte le début d'un mots, le début de chaque mot est précédé d'un temps, pendant lequel le bus est à l'état de repos. C'est-à-dire que la ligne A et la Ligne B sont à l'état NULL. Ce temps est connu sous le terme Gap. La norme ARINC 429 prévoit que ce temps correspond au minimum au temps de transmission des 4 bitsaim-online .
La durée de transmission d'un mot ARINC 429 correspond donc à la durée de transmission des 36 bits (4 bits de gap plus 32 bits de data), soit 0.36 ms en High speed, ou 2.88 ms en Low speed. Le débit maximal de ce bus est donc de 2 778 mots ARINC 429 par seconde en High speed, et de 347 mots ARINC 429 par seconde en Low speed.
Couche liaison de données
Description d'un Mots Arinc 429 qui supporte un paramètre de l'aéronef Cette section traite de la définition de paramètre des aéronefs, que ce soit des paramètres numériques (tel que l'altitude, la vitesse, la puissance des réacteurs, ...) ou discrets (tel que la condition sol/vol, portes ouvertes/fermées, l'état des réacteurs marche/arrêt, ...)center|Structure d'un mot ARINC 429
Les données sont codées sous forme de mots de 32 bits. Historiquement, ces bits sont numérotés de 1 à 32 (et pas de 0 à 31). Ils peuvent être découpés en cinq champs distinctsaim-online : Le bit 32 est un bit de parité, Les bits 30 et 31 constituent le Sign/Status Matrix (SSM) et peut avoir plusieurs significations en fonction du type de la donnée, Les bits 11 à 29 contiennent la donnée, Les bits 9 et 10 constituent le Source Destination Identifier (SDI) et peut avoir plusieurs utilisations, Les bits 1 à 8 contiennent le label.
Ordre de transmission des bits
L'ordre de transmission des bits est « particulier ».
En effet, l'octet correspondant au label est le premier à être transmis, en commençant par le bit de poids fort. Les autres données sont ensuite envoyées telles quelles, en commençant par le bit de poids faible.
Ce qui donne concrètement : 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 9, 10, 11, 12, 13, etc., 29, 30, 31, 32 centré|800x800px|Ordre des bits pour la transmission des bits d'un mot ARINC 429 Un des intérêts de cet ordre est que l'on peut lire facilement le label (huit premiers bits) avec un oscilloscope.
Bit de Parité
Le bit de parité est utilisé pour vérifier que le mot n'a pas été altéré pendant la transmissionaea techaidproducts, p.4..
La parité est définie comme impaire (en anglais )..
Le bit est positionné, lors de l'émission, de telle manière que le nombre des bits à « 1 » dans le mot est impair. Si le nombre de bits à « 1 » est pair, à la réception, c'est qu'un des bits du mot a été altéré pendant la transmission.
Ce mécanisme simple ne permet pas de se prémunir contre l'altération de deux bits (ou d'un nombre pair de bits), puisque dans ce cas on retombe sur la parité d'origine.
Donnée
Il existe plusieurs formats d'encodage de la donnéeaea techaidproducts : le décimal codé binaire (BCD), le binaire (BNR), l'agrégation de discrets (DSC), les chaînes de caractères (dit "ISO 5"), ainsi que des encodages spécifiques à chaque paramètre.
Type BNR
Dans le cas particulier du type BNR, La donnée est en binaire pur, cadrée sur le bit 29. le nombre de bits de cette donnée sera fonction de la précision voulue.
Dans le cas où le paramètre peut être négatif, la donnée binaire est encodée en complément à deux. le bit 29 est utilisé pour exprimer le « signe » (car le SSM n'est utilisé que pour la validitéaim-online aea ). Les autres bits codent la donnée : le bit 28 est le bit de poids fort, le bit de poids faible est déterminé par le nombre de bits utilisés. Bit 29Signification1Valeur négative0Valeur positive
Dans le cas où le paramètre ne peut être que positif, le bit 29 est le bit de poids fort, et là encore, le bit de poids faible est déterminé par le nombre de bits utilisés.
Par exemple, si la donnée est encodée sur 16 bits, le bit de poids fort ou le bit de signe est le bit 29, le bit de poids faible est le bit 14, et les bits 13, 12 et 11 sont inutilisés.
Si n est le nombre de bits utilisés (sans compter le bit de signe), une fois décodée, on obtient une valeur brute comprise entre -2n et 2n-1, pour les paramètres qui peuvent être positif et négatif. Pour les paramètres qui ne peuvent être que positif, la valeur brute comprise entre 0 et 2n-1.
Généralement, pour passer de la valeur brute du codage à la valeur ingénieur du paramètre, il faut appliquer une transformation linéaire : il faut multiplier la valeur binaire brut décodée par un coefficient pour obtenir la valeur ingénieur du paramètre. Ce coefficient, la résolution (valeur ingénieure du bit de poids faible) est fonction de chaque paramètre.
Type BCD
Les bits sont regroupés par quatre (bits 11/14, 15/18, 19/22, 23/26) ou par trois pour les derniers (27/29).
Chaque groupe représente alors un chiffre décimal compris entre 0 et 9 (et 0 à 7 pour le dernier groupe qui est sur trois bits).
Chaque chiffre possède un poids croissant différent selon une numération de position en base 10 pour former un nombre, les bits 11/14 représentant le poids faible.
BitsPoids11/1410n-415/1810n-319/2210n-223/2610n-127/2910n
On peut ainsi représenter des nombres dans les plages suivantes : entre 0,0000 et 7,9999 → pour n = 0 ; entre 00,000 et 79,999 → pour n = 1 ; entre 000,00 et 799,99 → pour n = 2 ; entre 0000,0 et 7999,9 → pour n = 3 ; entre 00000 et 79999 → pour n = 4.
Certains groupes de bits (les plus faibles ou les plus forts) peuvent aussi ne pas être utilisés, s'ils ne sont pas nécessaires. Il faut se référer à la documentation de l'équipement.
Type DSC
Dans le cas des discrets, chaque bit du champ de données représente une information de type tout ou rien.
Il arrive que les bits soient regroupés par petits groupes afin de former une information plus détaillée.
En particulier, la partie 2 du standard ARINC 429 décrit certain de ces mots.
Type chaine de caractères