原创 航空板卡系列

解释两个名词：<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

1.          “1553B总线”的简单定义：MIL-STD-1553B总线(以下简称1553B总线)是美国定义的一种军用串行总线标准，国内对应为GJB<?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />289A-97,全称《数字式时分制指令/响应型多路传输数据总线》，它规定了数字式时分制指令/响应型多路传输数据总线及其接口电子设备的技术要求，同时规定了多路传输数据总线的工作原理和总线上的信息流及要采用的电气和功能格式。

⑴、什么是MIL-STD-1553及发展的背景？

           MIL-STD-1553是为数据总线定义的军方标准。这种数据总线被用来为各种的系统<?xml:namespace prefix = v ns = "urn:schemas-microsoft-com:vml" /> <?xml:namespace prefix = w ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:word" />之间的数据和信息的交换提供媒介，它类似“局域网或者LAN”。

1950年至60年代中，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。

在60年代和70年代初，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变得越来越需要了。随着数字技术的出现，数字计算机已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间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4)；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5)。

1973年8月美国军方和政府公布了MIL-STD-1553(USAF)标准，军方首次在F-16战斗机中采用此标准；随着技术的改进和完善，在1975年公布了改进版MIL-STD-1553A，该"A"版标准仍使用在空军F-16战斗机和新型攻击直升机阿帕奇AH-64A。1978年公布了MIL-STD-1553B标准并"冻结"该标准，该标准一直引用到现在。但在1980年后，空军又在此标准上改进一些，推出MIL-STD-1553 Notice 1；由于该标准限制较多，在1986年又出MIL-STD-1553 Notice 2；但标准仍以MIL-STD-1553 B为主。

⑵、MIL-STD-1553总线的主要特征

         MIL-STD-1553总线的传输速度为每秒1M比特，字的长度为20个比特，数据有效长度为16个比特，信息量最大长度为32个字，传输方式为半双工方式，传输协议为命令/响应方式，故障容错有典型的双冗余方式，第二条总线处于热备份状态；信息格式有BC到RT、RT到BC、RT到RT、广播方式和系统控制方式；能挂31个远置终端，终端类型有总线控制器(BC)、远置终端(RT)和总线监听器(BM)；传输媒介为屏蔽双绞线，MIL-STD-1553总线耦合方式有直接耦合和变压器耦合。

直接耦合方式(如图6)最长距离为1英尺(约30.5厘米)，输入电平需要1.2伏到20.0伏，输出电压为6.0伏到9.0伏；而变压器耦合方式(如图7)最长距离为20英尺(约6.10米)，输入电平需要0.86伏到14.0伏，输出电压为18.0伏到27.0伏。

⑶、传输协议和帧传输格式

     构成MIL-STD-1553传输协议有三要素：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。在消息块中（第4到第19位）它们之间都不相同；第20位为奇偶位。

帧传输方式可分为两部分：帧传输方式和广播帧传 输方式。在帧传输方式中有六种帧传输格式，分别为BC到RT、RT到BC、RT到RT和命令模式三种（即不带数据的命令模式、带数据发送的命令模式和带数据接受的命令模式）；在广播帧传输方式中有四种广播帧传输格式，分别为BC到RT、RT到RT和广播命令模式二种（不带数据的广播命令模式和带数据的广播命令模式）。详细帧传输格式如图8、图9所示：

最后讲述一下它们传输过程中各种字所需的时间：命令字、状态字和数据字均为20微妙，响应时间最长为12微妙，不同帧与帧之间传输是有时间间隔的，一般时间间隔为10到30微妙；在今天广泛应用中，典型使用的主帧时间一般为40～640毫秒。

2.        “429总线”的定义：什么是ARINC429？ ARINC429是定义航空电子设备和系统，且彼此之间相互通信的一种规范；他们之间通过双绞电缆线来联系的。信息传输是以每秒12.5千位比特或者100千位比特来传输的，接收和发送是相互独立的。ARINC429大部分运用在商用运输机上，这包括在空中客车A310/A320和A330/A340，贝尔直升机，波音727、737、747、757和767，以及麦道MD-11。

ARINC429电子性能：为了传输32位比特信息，ARINC429数据总线采用二信号制的方式；在连续传输时，它们之间的间隔至少有4个比特时间（零电压）来区分。正常传输电压在10±1范围内，并有正、负电压之分。因此各电缆线在正5伏和负5伏之间传输信号；这种工作方式被称作双极归零制模式。ARINC比特的特征如下图所示：
ARINC429的传输协议十分简单，是点对点的传输协议。在一对电缆线上只能作一个收发器，收发器总是传送32位的数据字或者空状态。
ARINC429传输字的格式：ARINC429数据字长度总是32位比特长；典型地使用如下图所示：
它主要包括五部分：奇偶校验位（P）、符号/状态位（SSM）、数据区（DATA）、源/目标标识位（SDI）和标志位（LABEL）；它们的发送顺序为：标志位、源/目标标识位、数据区、符号/状态位和奇偶校验位。其中标志位与正常顺序刚好相反，先发送高位再发送低位，即发送位8、7、6、5、4、3、2、1。

ARINC429数据类型：ARINC429数据类型：二进制编码的十进制数（BCD码）、二进制补码数、离散数据、维修数据和被承认、且国际标准化组织字母第5号特性的数据。其特点如下：
· 可同时控制接受和发送功能，图标驱动的GUI接口
· 存储/恢复测试配置
· 以十六进制或二进制，或者以用户定义的标号形式，在工程单元上显示实时数据
· 发送和接收操作的同时，可单独编辑/建立信息序列
· 数据记录和回放分析功能
· 多种触发条件组合，控制数据记录和显示
· 可选择性地接受信息
· 支持在多接口板上的多通道操作
· 既提供交互操作的分析工具，又可产生分析方案