1553B总线通信系统可靠性研究

2018-07-10王冬华

数字通信世界 2018年6期

周炜，王冬华

（上海航天电子技术研究所，上海 201109）

1553B采用的是曼彻斯特码进行编码传输，适用于变压器耦合，具有双向传输的特性。1553B总线通信改变了以往飞机电子系统没有标准通信数据通道的状况，凭借其特性，减少了飞机电子系统电缆所占空间，从而使飞机的整体重量降低。1553B总线通讯系统具有良好的可靠性机制，可以有效的避免故障问题的出现，它还拥有错误检测和定位功能、自动报警功能、防错和容错等功能。

1 1553B总线通信系统的组成

总线系统的子系统是通过嵌入式，来和总线进行接口，且子系统的数量有许多个，各个子系统可以进行独立操作，但是每个子系统的功能和数据都可以通过网络实现数据共享。总线系统共有三种终端，（BC）总线控制器、（BM）总线监视器和（RT）远程终端。

图1 1553B总线通讯系统

总线控制器是总线系统中负责传输信息和管理总线信息传输的，每一条总线只有一个总线控制器。总线监视器是负责接受和记录总线所传输的数据的，并且还可以选取总线传输数据作为备份，总线监视器不由总线控制器控制，其主要作用是用于监视数据和数据分析。总线控制器只有向远程终端发出信息指令后，远程终端才可以参与到数据传输当中去。

2 1553B总线通信系统特点

1553B的实时性较好，其传输率比一般的网络传输还要快。同时因为其特有的差错控制命令方式，可以使其所传输的数据得以保存完整。1553B的计算机网络是广播式的发布处理网络，有31个终端，在数据传输过程中，只要有一个终端接收到数据，那么其他终端便都可以接收到。这个网络的构成比较简单，对于终端的拓展较为方便，且某一个终端出现问题也不会影响到其他终端的工作。总线控制器是通过备份实现可靠性的提升，一般采用两套或两套以上相同、相对独立的配置进行设计。

3 1553B总线通信系统可靠性分析

3.1 双冗余系统

1553B系统采用的是双冗余系统，通过两套配置相同的且相对独立的系统，保持两个传输通道，从而让1553B系统拥有良好的容错率，在发生问题时，可以将问题隔离出来。

3.2 终端操作

在终端操作中，每个字符都要以有效同步头开始，每个位还要是有效的曼切斯特码，且信息字段是16位的，校验的方式都为奇校验，如果字符不符合这些规定，那么这个字变为无效字符。终端还设置有总线活动检测硬件，通过硬件分析，对总线上的信息进行判定，防止多个信息在同一条总线传输的现象发生。

图2 1553B系统双冗余结构

3.3 1553B系统操作

终端在总线控制器上负责发送指令、参与数据传输和监测系统运行等。总线控制器的功能包含在每一个系统当中，所以在操作过程中，只有一个终端对总线控制器进行控制。远程终端负责对总线控制器发来的指令做出回应，远程终端会对发来的指令中所包含的终端地址进行确认，当地址正确时，远程终端便会承认指令有效并执行指令，反之则不会执行。总线监视器可以监视总线信息的传输例如飞行记录、维修记录等，同时可以将信息提供给备用总线控制器。这些操作方式都保证了1553B系统的可靠性

3.4 数据总线

1553B系统中所有的总线主电缆都采用了双绞屏蔽电缆，电缆之间的电容发布合理，且电缆屏蔽层覆盖率不低于75%，在电缆的两端还有电阻器，所以还可以实现阻抗匹配，总线电缆的每个节点上都有隔离电阻。双绞屏蔽电缆凭借其特性，可以将外界信号阻隔，从而提高总线的抗干扰能力。

3.5 1553B总线的容错结构

1553B总线采用的是双冗余结构，所以拥有A通道和B通道两个相同的通道，既可使用单通道模式工作，也可使用双通道模式工作。而当系统处于双通道工作模式时，就构成了1553B总线的容错结构。总线控制器和备用控制器，用于总线1和总线2的切换控制，在总线上连接多个远程终端。

在实际运作过程中，当中总线1和总线2通道正常运作时，总线1通道为主通道总线2为备用通道，总线1和总线2组成了总线通信系统的备份结构。如果在运作过程中，总线1和总线2通道出现问题，且出现问题的通道是备用通道，那么系统将会自动进行报警；如果出现问题的通道是总线1。那么系统将会自动将通道切换成总线2，以此来保证系统可以正常运作。1553B总线通信系统的双冗余结构模式保证了系统的通信质量，同时也便于修理。