發布日期：2022-04-18 點擊率：69
一、1553B總線的歷史
1553B總線是MIL－STD－1553總線的簡稱，其中B就是BUS，MIL-STD-1553總線是飛機內部時分制命令/響應式多路復用數據總線。1553B數據總線標準是20世紀70年代由美國公布的一種串行多路數據總線標準。1553B總線能掛31個遠置終端，1553B總線采用指令/響應型通信協議，它有三種終端類型：總線控制器（BC）、遠程終端（RT）和總線監視器（BM）；信息格式有BC到RT、RT到BC、RT到RT、廣播方式和系統控制方式；傳輸媒介為屏蔽雙絞線，1553B總線耦合方式有直接耦合和變壓器耦合；1553B總線為多冗余度總線型拓撲結構，具有雙向傳輸特性，其傳輸速度為1Mbps傳輸方式為半雙工方式，采用曼徹斯特碼進行編碼傳輸。采用這種編碼方式是因為適用于變壓器耦合，由于直接耦合不利于終端故障隔離，會因為一個終端故障而造成整個總線網絡的完全癱瘓，所以其協議中明確指出不推薦使用直接耦合方式。
在20世紀60年代以前，飛機機載電子系統沒有標準的通用數據通道，各個電子設備單元之間連接往往需要大量的電纜。隨著機載電子系統的不斷復雜化，這種通信方式所用的電纜將會占用很大的空間和重量，而且對傳輸線的定義和測試也較為復雜，費用較高。為了解決這一問題，美國SAEA2K委員會在軍方和工業界的支持下于1968年決定開發標準的信號多路傳輸系統，并于1973年公布了MIL-STD-1553標準。1973年的1553B多路傳輸數據總線成為了未來軍機將采用的技術，它取代了在傳感器、計算機、指示器和其他飛機設備間傳遞數據的龐大設備，大大減少了飛機重量，并且使用簡單、靈活，此標準的修訂本于1978年公布，即MIL-STD-1553標準。1980年，美國空軍又對該標準作了局部修改和補充。該標準作為美國國防部武器系統集成和標準化管理的基礎之一，被廣泛的用于飛機綜合航電系統、外掛物管理與集成系統，并逐步擴展到飛行控制等系統及坦克、艦船、航天等領域。它最初由美國空軍用于飛機航空電子系統，目前已廣泛應用于美國和歐洲海、陸、空三軍，而且正在成為一種國際標準。我國于1987年頒布了相應的軍標。
二、1553B總線的特點
1553B總線是一種集中式的時分串行總線，其主要特點是分布處理、集中控制和實時響應。其可靠性機制包括防錯功能、容錯功能、錯誤的檢測和定位、錯誤的隔離、錯誤的校正、系統監控及系統恢復功能。采用雙冗余系統，有兩個傳輸通道，保證了良好的容錯性和故障隔離。綜合起來1553B總線有以下幾個特點：
一是實時性好，1553B總線的數據傳輸率為1Mbps，每條消息最多包含32個字，傳輸一個固定不變的消息所需時間短。數據傳輸速率比一般的通訊網高。
二是合理的差錯控制措施和特有的方式命令，為確保數據傳輸的完整性，1553B采用了合理的差錯控制措施――反饋重傳糾錯方法。當BC向某一RT發出一個命令或發送一個消息時，終端應在給定的響應時間內發回一個狀態字，如果傳輸的消息有錯，終端就拒絕發回狀態字，由此報告上次消息傳輸無效。而特有的方式命令不僅使系統能完成數據通訊控制任務，還能檢查故障情況并完成容錯管理功能。
三是總線效率高，總線形式的拓撲結構對總線效率的要求比較高，為此1553B對涉及總線效率指標的某些強制性要求如命令響應時間、消息間隔時間以及每次消息傳輸的最大和最小數據塊的長度都有嚴格限制。
四是具有命令/響應以及“廣播”通訊方式，BC能夠以“廣播”方式向所有RT發送一個時間同步消息，這樣總線上的所有消息傳輸都由總線控制器發出的指令來控制，相關終端對指令應給予響應并執行操作。這種方式非常適合集中控制的分布式處理系統。但1553B總線價格高昂，限制了它在工業領域的普遍性應用。
三、1553B總線消息傳輸機制
1553B總線上的信息是以消息(Message)的形式調制成曼徹斯特碼進行傳輸的。每條消息最長由32個字組成，所有的字分為三類：命令字、數據字和狀態字。每類字的長度為20位，有效信息位是16位，每個字的前3位為單字的同步字頭，而最后1位是奇偶校驗位。有效信息(16位)及奇偶校驗位在總線上以曼徹斯特碼的形式進行傳輸，傳輸一位的時間為1S(即碼速率為1MHz)。同步字頭占3位，先正后負為命令字和狀態字，先負后正為數據字。
在這三種類型的字中，命令字位于每條消息的起始部分，其內容規定了該次傳輸的具體要求。狀態字只能由RT發出，它的內容代表RT對BC發出的有效命令的反饋。BC可以根據狀態字的內容來決定下一步采取什么樣的操作。數據字既可以由BC傳輸到某RT，也可以從某RT傳輸至BC，或者從某RT傳輸到另一RT，它的內容代表傳輸的數據。
1553B總線上消息傳輸的過程是：總線控制器向某一終端發布一個接收/發送指令，終端在給定的響應時間范圍內發回一個狀態字并執行消息的接收/發送。BC通過驗收RT回答的狀態字來檢驗傳輸是否成功并做后續的操作。
消息是構成1553B總線通訊的基本單位，如果需要完成一定的功能，就要將多個消息組織起來，形成一個新的結構叫做幀(frame)。幀的結構見圖2。在圖中，完成一個消息的時間稱為消息時間，兩個消息之間的間隔稱為消息間隔時間，完成一個幀的時間稱為幀時間。在實際應用中這三種時間都是可以通過編程設置的
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