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双击可除
1553
协议
篇一：
mil-
std-1553b
数据总线协议
1
绪论
1.1
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
[1]
。
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。
mil-std-1553b
是
70
年代发展起来的
“飞机内部时分制
指令响应式多路传输数据总线”
,
它具有可靠性高、
速度快、
反应灵敏、双冗余
等特点
,
特别适用于快速反应武器系统
[2]
。
虽然其传输速率只有
1mbi
t/s,
但它并没有因后来发展起来
的高速网遭淘汰
,
而是随微电子技术和计算机技术的发展而
第
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页
不断提高。世界上许多集成电路公司和厂家都不断开发和生<
/p>
产集成度更高、通用性更强的
1553b
总线系列器件。这些器
件优化了
1553b
总线通讯接口
,
减轻了主机的通讯负担
,
从而
提高了系统的可靠性
[3]
。
1.2
国内外
1553b
< br>总线研究发展状况及涉及领域
随着时代的发展，对于增加飞机推力、改善气动性能等
技术的成熟，航空系统设计任务的重点，逐渐集中在飞机内
部的电子设
计上。与此同时，信息工程、计算机技术、控制
技术、电子技术都有了长足的进步。航空
电子综合化技术就
是在这样的背景下产生的
[3]
。技术的核心问题是实现信息
采集、处理、分配、存储的一个系统。
mil-std-1553b
多路
总线是综合化
航空电子系统设备间的数据交换纽带，它将所
有的综合化航空电子子系统连接在一起，共
同构成具有特殊
性的分布式计算机网络，从而实现综合系统内部的信息共享
和系统综合化控制。
航空电子系统中，不仅需要不同的硬件接口来应付不同
的航空设
备，而且航空设备内部接口连线也十分复杂和混乱，
可靠性能也不高
[3]
。为了解决这个状况，提出了在航空电
子系统中使用
数据总线，使得不同的航空电子设备之间能够
互相通信。美国军方提出的
mil-std-1553b
数据总线协议就
是在航空
电子综合化技术发展过程中形成的现代航空机载
系统设备互联的网络接口标准。从推出到
现在，经过三十多
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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。
国内对
1
553b
总线协议进行了跟踪研究
,
制
定了相应的
国军标
gjb289a,
科
研院所和相关单位在这方面做了大量的
工作，也取得了一定的成绩。如成都恩菲特公司自
主研发的
eph31580
型芯片
[1
]
。如图
1.2
所示：
图
1.1
成都恩菲特
eph31580
型芯片
1.3
本论文的研究内容及安排
从接口实现的具体功能出发，采用
自顶向下的设计思想，
结合大型可编程逻辑器件的特点，提出了一种基于
Fpga
的
1553b
总线接
口系统的设计方法。对系统进行了总体分析及
结构设计，使用硬件描述语言
Vhdl
对设计进行了描述，最
后在
Fpga
上进行了实现。
1553b
总线系统的关键核心部分
是总线接口芯片，在充
分检索相关资料后，对
mil-std-
1553b
数据总线协议进行分
析研究，设计基于
Fpga
的
1553b
总线
控制器，并要设计预
留工作方式选择信号及控制信号，以可将总线控制器、远程
终端接口、总线监视器结合起来以达到通用航空总线接口的
功能。完成相
应的软件系统语言程序最后经综合和仿真验证
后，在特定的
Fp
ga
中实现。
采取的设计步骤安排如下：
第
1
章：主要阐述了
mil-
std-1553b
总线技术的国内外
第
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发展情况以及相关领域的运用。
第
2
章：
查找一些
mil-std-1553b
数据总线协议的资料，
并对其进行初步的制定步骤。
第
3
章：结合相关书籍和设计方法对
1553b
总线接口提
出总体的设计方案。
第
4
章：应用
1553b
总线接口的具体设计与
实现
Fpga
，
并最后对其中每个小模
块的设计作详细的设计。
第
5
章：
1553b
总线接口试验分析，主要介绍总线接口
芯片测试系统设计及其测
试的结果分析以及系统性能分析。
第
6
章：总结了本文的研究设计工作，
并对将来进一步
的工作做了展望。
2mil-
std-1553b
数据总线协议简介
2.11553b
数据总线的应用和特点
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
[4]
。
mil-std-1553b
的其可靠性、稳定性的特点，在美
国等
过早已得到认可，且对
1553b
的使用，已由军飞机的使用扩
展到坦克、船舶、卫星、武器等领域。
图
2.11553b
航空总线的大体应用领域
第
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页
综合起来
1553b
总线有以下几个优良特点
[5][6]
：
< br>(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。
(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
< br>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
< br>的分布式处理系统。
2.2
编码方式
1553b
总线上数据是以双相曼彻斯特编码的方式传输的。
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