1553B总线技术概述

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1、1553B总线技术概述一、1553B总线的起源二十世纪60年代以前，航空电子学是简单、独立的系统，航空、通信、飞行控制和显示器由模拟系统构成；信号主要由模拟电压、同•异步信号和接触式开关构成。上世纪60年代，由导航/平显/武器瞄准系统（INS/HUD/WACS）组成的综合火控系统，配上远距空射武器,使战斗机如虎添翼。但作战信息数据总量暴涨，而设备间接口各异，互联协同难度大，成为作战效能的瓶颈。同吋，由于缺乏统一标進，开发、维护和改进的成本不断上升。另一方面，为了减少系统所需要的“黑箱子”数量，在各系统之间共享信息也变得越來越需要了。随着数字技术的出现

2、，数字计算机己应用到航空设备系统中，然而需要数模转换仍限制其在此领域的广泛应用。随着技术的不断完善和发展，航空电子设备系统也变成数字化了；然而航空电子设备之I'可的通信仍然十分复杂和凌乱，且需要不同的硬件接口来应付不同的航空设备（如图1）；在不同的航空设备接口连线也十分复杂和混乱，安全性能也不高。为了简化这一状况，就提出了数据总线，即在不同的时刻和不同的航空电子设备之间能相互通信（如图2）o0图1老式航空设备通讯图2航空设备数据总线通讯美国SAEA2K委员会在军方和工业界的支持下于1968年决定开发标准的信号多路传输系统，并于1973年公布了MIL・

3、STD・1553B标准。1973年的1553B多路传输数据总线成为了未来军机将采用的技术，它取代了在传感器、计算机、指示器和其他飞机设备间传递数据的庞大设备，大大减少了飞机重量，并且使用简单、灵活，此标准的修订本于1978年公布，即MIL-STD-1553B标准。1980年，美国空军又対该标准作了局部修改和补充。该标准作为美国国防部武器系统集成和标准化管理的基础之一，被广泛的用于飞机综合航电系统、外挂物管理与集成系统，并逐步扩展到飞行控制等系统及坦克、舰船、航天等领域。它最初由美国空军用于飞机航空电子系统，目前已广泛应用于美国和欧洲海、陆、空三军，而

4、且正在成为--种国际标准。我国于1987年颁布了相应的军标。二、1553B总线的特点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、错谋的检测和定位、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总线有以下几个特点：一是实时性好，1553B总线的数据传输率为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。二是合理的差错控制措施和特有的方式命令，为

5、确保数据传输的完整性，1553B采用了合理的差错控制措施一一反馈重传纠错方法。当BC向某一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。而特有的方式命令不仅使系统能完成数据通讯控制任务，还能检查故障情况并完成容错管理功能。三是总线效率高，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。四是具有命令/响应以及“广播”通讯方式，BC能够以

6、“广播”方式向所有RT发送一个时I'可同步消息，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屮控制的分布式处理系统。但1553B总线价格高昂，限制了它在工业领域的普遍性应用。三、1553B总线的传输机制1553B总线上的信息是以消息（Message）的形式调制成曼彻斯杯进行传输的。每条消息最t由32个字组成，所有的字分为三类：命令字、数据字和状态字。每个字的长度为20位比特，且由3部分组成：同步域（3个比特位）、消息块（16个比特位）和奇偶位（1个比特位）。在同步域中（第1到第3位）1

7、个半比特位为高电平，1个半比特位为低电平；命令字和状态字在同步域中相同，先高电平再为低电平；而数据字则相反，先低电平再为高电平。在消息块屮（第4到第19位）它们Z间都不相同；第20位为奇偶位。命令字、数据字和状态字各位的定义见图3。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（远程终端）发出，它的内容代表RT对BC（总线控制器）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

8、表传输的数据。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