1553b

1553b

MILSTD1553B總線
1553b總線是美國軍方專為飛機上設備制定的一種信息傳輸總線标準,也就是設備間傳輸的協議。而每個國家根據本國的情況,并參考美國的标準制定出自己的總線協議。而相關的公司又根據本同的協議标準開發出相應的總線接口模塊。(MBI)這樣,主機就能夠通過MBI與總線連在一起,形成一個遠程終端。[1]
  • 中文名:1553b
  • 外文名:
  • 别名:
  • 又稱:MILSTD1553B總線
  • 屬于:美國軍方專為飛機上
  • 也是:設備間傳輸的協議

相關内容介紹

MIL-STD-1553B總線又簡稱1553b總線。上世紀60年代時,由導航/平顯/武器瞄準系統(INS/HUD/WACS)組成的綜合火控系統,配上遠距空射武器,使戰鬥機如虎添翼。但作戰信息數據總量暴漲,而設備間接口各異,互聯協同難度大,成為作戰效能的瓶頸。同時,由于缺乏統一标準,開發、維護和改進的成本不斷上升。于是1973年後,美軍方先後公布MIL-STD-1553A(USAF)标準和1553B改進标準。

粗略的說,單個機載電子設備就類似于計算機局域網LAN中的單個計算機,1553标準類似于通信協議,堪稱現代作戰飛機電子系統的“脊梁骨”。其核心就在于“标準”二字。有了1553B,雷達光電探測、導航、本機傳感、座艙顯示、外挂管理和火控計算機等得以完美的聯結綜合,構成了第三代戰鬥機标志性的分布式集中控制系統。F-16A是采用1553A标準的第一種作戰飛機。

以雷達為例,之前提到的先進的人機界面,需要火控雷達具有複雜的對外接口,同時脈沖多普勒雷達又需要強大的内部接口進行處理運算。如果沒有1553B這樣先進的總線,這兩個接口的性能都要大打折扣。

1553B總線系統主要由3部分組成:總線控制器BC;遠程終端RT;總線監控器BM。

1553B總線的工作頻率是1Mb/s。采用曼徹斯特II碼,半雙工工作方式。主要的硬件部分為總線控制器(BC)、遠端終端(RT)和可選用的總線監控器(BM)。一般情況下,這3部分通過1個多路總線接口(MBI)來完成。可把MBI嵌在計算機内。該總線有10種消息格式。每個消息至少包含2個字,每個字有16個消息位,1個奇偶校驗位和3個位長的同步頭,所有的消息字都采用曼徹斯特II碼構成。

1553B數據總線用的是指令/響應型通信協議。它有3種類型的終端,分别為:

(1)總線控制器(BC)

它是在總線上惟一被安排為執行建立和啟動數據傳輸任務的終端。

(2)遠程終端(RT)

它是用戶子系統到數據總線上的接口,它在BC的控制下提取數據或吸收數據。

(3)總線監控器(BM)

它“監控”總線上的信息傳輸,以完成對總線上的數據源進行記錄和分析,但它本身不參與總線的通信。

1553B總線具有高速、靈活的特點,通信效率高,修改、擴充和維護簡便。下面列舉一些數據:MIL-STD-1553B是數字命令/響應式時分制多路傳輸數據總線,傳輸速率1M比特/秒,足以滿足第三代作戰飛機的要求;字長度20比特,數據有效長度16比特;半雙工傳輸方式,雙冗餘故障容錯方式,傳輸媒介為屏蔽雙絞線。

1553B總線的冗餘度設計,提高了子系統和全系統的可靠性。總線本身(包括總線控制器、雙絞線、偶合器等)平均無故障工作時間超過10,000小時,在全系統中基本可忽略其故障率,比殲-8Ⅱ原有聯結方式好得多。同時可以省去殲-8Ⅱ設備間複雜繁瑣的點對點聯結,僅此一項可令全電子系統的重量減輕約5%,并節省空間、功耗。

數字傳輸方式與傳統的模電方式相比,速度更快、反應時間更短、保密性更好、抗幹擾能力更強,能充分發揮火控設備性能。字差錯率小于千萬分之一。在後勤維護方面,标準的接口、插卡非常容易拆卸,可以方便的通過數字式工具進行測試/虛拟。經測試僅地面測試一項,就可比以往減少30%的維護工時。

1553B協議最初是為空軍設計的,随着1553B總線的優越性的不斷體現和武器裝備的升級換代,1553B協議已應用到各個兵種,在陸軍和海軍的武器和維護系統中已開始采用1553B總線。随着國防現代化的建設和武器系統的升級換代,我軍也開始将1553B協議大量的應用到武器系統的設計中。

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、數據字和狀态字。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,而最後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1μS(即碼速率為1MHz)。同步字頭占3位,先正後負為命令字和狀态字,先負後正為數據字。

在這三種類型的字中,命令字位于每條消息的起始部分,其内容規定了該次傳輸的具體要求。狀态字隻能由RT發出,它的内容代表RT對BC發出的有效命令的反饋。BC可以根據狀态字的内容來決定下一步采取什麼樣的操作。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,它的内容代表傳輸的數據。

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範圍内發回一個狀态字并執行消息的接收/發送。BC通過驗收RT回答的狀态字來檢驗傳輸是否成功并做後續的操作。

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,就要将多個消息組織起來,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。

關鍵技術

一是總線接口硬件和軟件設計。采用接口卡或接口控制器形式與武器各子系統的硬件連接。同時,需要編寫相應的通信控制軟件,包括傳輸層軟件和驅動層軟件,通過信息和資源的共享,按照武器的作戰目标,在應用層上真正實現功能的綜合。

二是接口控制文件(InterfaceControlDocument縮寫ICD)。ICD由通過1553B數據總線在武器各電子設備之間互聯的接口信号組成。根據武器的控制策略和控制目标,必須編寫符合要求的ICD文件,确定總線上傳輸的周期性數據和随機數據。隻有這樣才能确定數據流之間的相互關系,高效率的實現功能的綜合,有效提升武器的作戰性能。

三是總線表。總線表是指一個周期内所有可能傳輸的總線命令集。根據武器平台的控制要求,确定一個周期内傳輸的命令和消息隊列,按照大小周期劃分時間片,對消息隊列進行排序和優化,使總線負載達到平衡,提高總線的利用率和數據傳輸的實時性。

MIL-STD-1553B模塊

EP-H31580(MIL-STD-1553B協議芯片)

EP-H6273EPCI1-4通道EBR-1553通訊模塊

EP-H5273cPCI/PXI1-4ChMIL-STD-1553通訊模塊

EP-H9273PCMCIA單通道MIL-STD-1553通訊模塊

EP-H7273PC/104-Plus1-4通道MIL-STD-1553通訊模塊

EP-H31580MIL-STD-1553協議芯片

EP-H82734CHMIL-STD-1553B+16T/16RARINC429

EP-H6273PCI1-2通道MIL-STD-1553通訊模塊

EP-H7273IPC/1041-4通道MIL-STD-1553通訊模塊

EP-H2273RS-422/MIL-STD-1553通訊模塊

EP-H5200航電綜合測試模塊

EP-H1273USB接口MIL-STD-1553/ARINC429通訊模塊

EP-H82001553B/429/串口/CAN/DA/IO多功能多協議VXI模塊

EP-H62001553B/429/串口多協議通信PCI模塊(新)

EP-H5200A1553B/429/串口多協議通信cPCI/PXI模塊(新)

EP-H5273B4K條BC消息/緩沖區1553B通訊雙緩沖cPCI/PXI模塊(新)

EP-H7273A輸出電壓可調1553BPC104+模塊(新)

ARINC429系列

ARINC429功能介紹

EP-H6272PCI16T/RARINC429通訊模塊

EP-H5272cPCI/PXI16T/RARINC429通訊模塊

EP-H3280ARINC429芯片

EP-H7272PC/104-PlusARINC429通訊模塊

EP-H7272-IPC/1048T/8RARINC429通訊模塊

EP-H9272PCMCIA4T/4RARINC429通訊模塊

EP-H5272A16T/16RArinc429通信模塊(新)

同步器、分解器與串口通訊系列

EP-H72792CH高速PCM輸出+1CHIRIG-B時碼接收

EP-H527616通道RS-232/422/485串口通信模塊

EP-H627616CH全異步RS-232/422PCI串口通信模塊

EP-H5278高性能CAN總線通訊CPCI/PXI模塊(新)

EP-H6275LVDS通訊接口PCI模塊

EP-H827616通道程控設置通信模塊

EP-H8276C誤碼率測試/同步/異步可設置串口通訊VXI模塊

EP-H6276C雙通道HDLCPCI通訊接口模塊

EP-H5274同步器/分解器到數字或數字到同步器/分解器模塊(新)

EP-H5275cPCI/PXILVDS通訊接口闆(新)

EP-H6278雙通道CAN總線通信PCI模塊(新)

EP-H7276P16路RS-232/422/485通訊PC104+模塊(新)

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