1553B总线在武器通信中的应用探讨

技术分类: 通信  | 2006-06-27
来源:微计算机信息 | 胡来红 许化龙

   1  引言

    随着科技的发展及战争的需要,战车、舰船、飞机等武器平台上电子设备越来越多,越来越复杂,于是将电子设备按一定的协议联网加以有效地综合,使之达到资源和功能共享已成为必然的要求。电子综合的支撑技术是联网技术,而武器平台上的联网技术不同于一般的局域网络技术,它特别强调网络的可靠性和实时性。1553B总线最初是在七十年代末为适应飞机的发展由美国提出的飞机内部电子系统联网标准,其后由于它的高可靠性和灵活性而在其他的机动武器平台上也得到了较广泛的应用

     2  1553B总线简介

    1553B总线是MIL-STD-1553B的简称,其全称是飞机内部时分制指令响应式多路传输数据总线。由于其传输速率高,设备之间连接简单灵活,噪声容限高,通信效率高而且可靠,为美军标所采用,将其作为机载设备相互通信的总线标准。从推出到现在,经过三十年的发展,1553B总线技术也在不断的改进。目前1553B总线已经成为在航空航天领域占统治地位的总
线标准。

    1553B总线是一种集中式的时分串行总线,其主要特点是分布处理、集中控制和实时响应。其可靠性机制包括防错功能、容错功能、错误的检测和定位、 错误的隔离、错误的校正、系统监控及系统恢复功能。采用双冗余系统,有两个传输通道,保证了良好的容错性和故障隔离。综合起来1553B总线有以下几个优良特点:

   (1)实时性好,1553B总线的传输码速率为1Mbps,每条消息最多包含32个字,传输一个固定不变的消息所需时间短。数据传输速率比一般的通讯网高。

    (2)合理的差错控制措施和特有的方式命令,为确保数据传输的完整性,1553B采用了合理的差错控制措施――反馈重传纠错方法。当总线控制器BC向某一终端RT发出一个命令或发送一个消息时,终端应在给定的响应时间内发回一个状态字,如果传输的消息有错,终端就拒绝发回状态字,由此报告上次消息传输无效。而方式命令不仅使系统能完成数据通讯控制任务,还能调查故障情况并完成容错管理功能。

    (3)总线效率高, 总线形式的拓扑结构对总线效率的要求比较高,为此1553B对涉及总线效率指标的某些强制性要求如命令响应时间、消息间隔时间以及每次消息传输的最大和最小数据块的长度都有严格限制。

    (4)具有命令/响应以及“广播”通讯方式,BC能够以“广播”方式向所有RT发送一个时间同步消息,这样总线上的所有消息传输都由总线控制器发出的指令来控制,相关终端对指令应给予响应并执行操作。这种方式非常适合集中控制的分布式处理系统。

     3  1553B总线消息传输机制

    1553B总线上的信息是以消息(Message)的形式调制成曼彻斯特码进行传输的。每条消息最长由32个字组成,所有的字分为三类:命令字、数据字和状态字。每类字的一个字长为20位,有效信息位是16位,每个字的前3位为单字的同步字头,而最后1位是奇偶校验位。有效信息(16位)及奇偶校验位在总线上以曼彻斯特码的形式进行传输,传输一位的时间为1 S(即码速率为1MHz)。同步字头占3位,先正后负为命令字和状态字,先负后正为数据字。

    在这三种类型的字中,命令字位于每条消息的起始部分,其内容规定了该次传输的具体要求。

    状态字只能由RT发出,它的内容代表RT对BC发出的有效命令的反馈。BC可以根据状态字的内容来决定下一步采取什么样的操作。

    数据字既可以由BC传输到某RT,也可以从某RT传输至BC,或者从某RT传输到另一RT,它的内容代表传输的数据。

    命令字,数据字以及状态字各位的定义见图1 
                             数据字以及状态字各位的定义
    1553B总线上消息传输的过程是:总线控制器向某一终端发布一个接收/发送指令,终端在给定的响应时间范围内发回一个状态字并执行消息的接收/发送。BC通过验收RT回答的状态字来检验传输是否成功并做后续的操作。
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