航空电子通信系统关键技术问题的浅析.doc

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1、航空电子通信系统关键技术问题的浅析摘要：现代航空电子综合化技术的发展走走提高了飞机的性能，信息综合化技术中最重要的技术之一就是航空电子通信技术。基于MIL—s11卜l553B总线，本文分析了航空电子通信系统设计中若干关键性问题的解决逢轻。最后着重说明了某机械ACT飞控系统1553/3总线通信络的实现技术。　　关键词：航空电子;通信;1553B总线　　概述现代航空电子综合化技术的发展太大提高了飞机的性能，航空电子综合化的最关键基础是机载通信络的组建。统计国内外机载电子通信系统，先进的大型民用飞机，如空中客车、渡音客机采用了ARINCA29或ARINC629建

2、立了航空电子通信络：而现役和正在研制的飞机绝大多数则基于MIL—STD一1553B建立了多路传输总线分布式航空电子通信系统。无论军民机，航空电子通信络能够实现航空电子设备的信息综合，达到了航空电子信息综合化的目的。值得注意的是军机的高实时性、机动性和可靠性等特殊指标对航空电子通信系统提出了更高的要求。本文针对军机航空电子通信系统的关键性问题进行了分析说明，给出了先进可行的解决方案。最后以某机载ACT飞控系统的1553B总线通信络为例，着重说明了其实现技术。　　1航电通信系统几个关键性问题的分析基于1553B多路传输总线络。航空电子信息综合化的三个特点是：第

3、一。以1553B总线方式将多个物理分布的子系统连接成;第二，由于各子系统工作模式、控制对象及数据产生、传输、处理的实时性要求等不同，因而在络的布局、信息的传输控制方面各自会有特殊的要求;第三，虽然各个子系统是异步工作。但要完成飞行和作战任务，一些共享信息需要在统一的时基上处理才有效。所以需要建立航电时钟同步机制。因此，下面从航电通信系统的层次结构、络的拓扑结构、通信控制方案和航电时钟同步设计等角度进行分析。　　1.1航电通信系统层次结构参考ISO的开放式互连系统七层模式，航空电子通信系统分为5层：应用层、驱动层、传输层、数据链路层和物理层，如图1所示。这5层之间功能划

4、分应明确，接口应简单，从而为硬软件的设计实现奠定良好的基础。　　应用层是通信系统的最高层次，它实现通信系统管理功能(如初始化、维护、重构等)和解释功能(如描述数据交换的含义、有效性、范围、格式等)。　　驱动层是应用层与底层的软件接口。为实现应用层的管理功能，驱动层应能控制子系统内多路传输总线接口(简称MBI)的初始化、启动、停止、连接、断开、启动其自测试，监控其工作状态，控制其和子系统主机的数据交换。　　传输层控制多路传输总线上的数据传输，传输层的任务包括信息处理、通道切换、同步管理等。　　数据链路层按照MIL—STD一1553B规定。控制总线上各条消息的

5、传输序列。　　物理层按照MIL—STD一1553B规定，处理1553B总线物理介质上的位流传输。　　应用层、驱动层在各个子系统主机上实现，传输层、数据链路层、物理层在MBI上实现。　　1.2通信络的拓扑结构选择航电通信络的拓扑结构是指航电各个子系统物理上的互连结构。理论分析仿真和实际应用验证(如F一16、F一18、A一10、B一52等军机应用)的典型拓扑结构有以下三种：　　第一，单一级总线拓扑结构，在该拓扑结构中，航电所有的子系统均连接到同一1553B总线电缆上。该结构适用于子系统数量较少、络通信负荷量较低的航电系统。　　第二，多个单级总线拓扑结构，在该拓

6、扑结构中，航电的各子系统按功能相近或相互阃通信交换信息频繁度分类。将不同类子系统分别连至2个或多个1553B总线上该结构适用于子系统数量较多、络通信负荷量较重(单一级总线无法满足)的航电系统。典型例子如将航电通信络组建为控制导航和武器管理两个总线。　　第三，多级总线拓扑结构，在该拓扑结构中。至少存在通信功能层次高低有别的两级1553B总线，一般下级总线需接收上级总线的控制命令，同时向上一级总线回送工作参数。该结构适用于航空电子中部分子系统的功能单元数量较多、各单元需要1553B总线(即下级总线)连通信，最终各个子系统通过上级1553B总线互连的航电系统。该结构管理复杂

7、。不仅要求设计好上下总线阃的硬件关，而且要组织好上下级总线间的信息交换。　　航电通信设计者应根据机载电子设备的数量、通信的吞吐量、实时响应时问及通信的可靠性，从上述典型的络拓扑结构中优选或组合出最佳的通信络。　　1.3通信控制方案1553B标准一指令/响应式多路传输数据总线标准不仅支持集中模式的静态总线控制方案，而且支持分布模式的动态总线控制方案。　　静态总线控制方案是由一个固定的总线控制器管理1553B总线上所有子系统间的消息通信。该方案具有通信控制简单、故障易检测、硬软件实现容易等优点，但存在集中控制络固有的单点故障造成通信瘫痪的致命缺点。　　动