浅谈航空电子数据总线技术

李辉

【摘 要】高科技的发展影响了中国许多领域的变化在当前的社会发展中，交通对人们的出行很重要为了方便人们出行，中国加快了航空研究航空技术不仅适用于公共生活，而且适用于军事行动环境。因此，航空与生计质量和国家安全有关。为了促进国内航空工业的发展，有必要加强航空技术领域的研究。基于此，文章根据电子航空系统的现状，对电子数据总线技术的发展进行了简要分析，并对未来进行了预测。

【关键词】航空电子系统;数据总线;光纤通道;技术分析

前言

随着科技的发展，航空领域的电子技术也在发展计算机的使用改善了电子航空系统，航空电子总线技术的出现也促进了航空电子的发展。然而，科技进步如此之快，以致传统的电子数据总线技术已不再适应现代发展，航空专家应加快这一领域的创新，以取得更好的成果。航空电子总线技术已成为飞机上最常用的技术之一，可有效地传输和分享信息。

一、航空数据总线概述

机载数据总线技术用于设备、子系统和嵌入式模块之间的互联。与计算机网络一样，嵌入式电子设备是指通过机载数据总线连接在一起的计算机，用于执行相互之间的数据和信息传输任务。目前，该系统的应用已扩展到各种移动平台，如船只、卫星、导弹和坦克。它基本上是一种实时网络互联技术。航空数据总线技术源于综合空中运输系统的开发，该系统经历了前四个阶段：第一代离散空中运输系统，其中导航和通信系统独立运作;最初的系统甚至取决于飞行员在处理任务时的判断在第二代联合空运系统中，各子系统的功能相互独立，不同设备之间的数据交互较少。在第三代综合空运系统中引入了模块概念，信息处理模块由计算机组成，取代了分系统。该系统可扩展且功能丰富，使其能够应对复杂的任务。目前正在向第四代高级集成研究阶段过渡，该阶段使用统一网络实现子系统、模块甚至处理器芯片之间的互连，具有速度、可扩展性、低延迟和容错能力等特性。

二、航空电子系统体系架构

1.综合模块化航空电子系统

使用本软件在所有模块的硬件和软件之间实现全面管理。航空系统的大多数功能都集中在独立的机箱上。电源供应器、中央处理器、共用资源模组以及输入/输出汇流排，可确保有效的通讯与网路互连。集成模块化系统中的硬件模块被划分为模块化空间，可以根据不同的性能自由拆卸和组装、完全更换和迁移。该模块高度集成在同一个共享平台上，具有先进的电子结构和轻便性，可提高整体系统性能，并可用于管理复杂的功能。设计节省的主要原因是标准模块化系统体系结构，该体系结构便于更换部件和维护系统。

2.分布式模块化航空电子系统

分布式模块化空运系统可以不断升级和更新为综合模块化空运系统架构，具有很大的集成性。该系统可以相对独立、可移植和灵活，能够有效地为航空电子系统设计混合单元。目前，分布式模块化航空和电气系统可以解决硬件兼容性问题，还包含应用程序中非关键功能的硬件和软件矛盾，但并不严格限制所有功能模块的实际部署。

3.总线系统结构

数据交换网络是使用高速光纤建立的，可连接计算机和处理器，并确保数据和信息的有效互联。集成处理器和相关传感器，用于高速光纤通道数据交换网络连接。数据、处理和集成可以为驱动程序提供有效和最新的信息。

三、我国数据总线技术的应用情况

1.ARINC429数据总线的应用情况

该数据总线的规格以Mark33数据传输系统的单向数据总线标准为基础，专门为航空电子通信行业设计。它可以详细规划和改进航空运输系统内不同设备之间以及系统与设备之间的通信方式，从而使不同的电气特性、数据传输特性和通信协议能够在管理框架内运作，而不考虑接口的复杂性。ARINC429数据总线具有传输灵活性、承运人便携性和较强的抗干扰能力等特点，在目前的航空电子系统中得到广泛应用。

2.MIL-STD-1553B数据总线的应用情况

该数据总线基于美国军方开发的点控/响应数据多路复用总线。该数据总线是1973年首次开发的，随后得到进一步改进，并用于各种航空电子系统。数据总线采用控制/响应协议，在具有集中控制的综合通信系统中构建BC总线控制器和多个RT远程终端。在BC控制数据交换方面，RT是总线命令执行系统，它以状态报告的形式传输消息，通常响应4到12微秒，从而在正确的系统时钟同步时间内实现整体的信息传输交互。在目前的发展趋势下，该数据总线持续使用高光纤带宽、高抗干扰能力和低效率，从而提高了数据传输效率。

3.线性令牌传递总线的应用情况

该数据总线主要用于军事应用，其报文主要通过三种方式传输：站管理报文、令牌报文和数据报文。整体数据传输速率为50mb bps，终端连接数可达1285，消息总长度为4096个字。此数据总线协议是一种有时间限制的令牌多优先级传输协议，定义了四个消息优先级。如果存在高优先级消息，则以有限的方式发送。同时，每个站点都有三个令牌环计时器和一个令牌保留计时器。这些元素有助于减少总线上高优先级消息的等待时间，并避免任何节点的等待时间。

4.STANAG3910的应用情况

STANAG3910是北约在1990年代引进的数据总线技术。STANAG3910总线是一种指令协议，它使用双速率总线结构来加速数据传输。STANAG3910总线和MILSTD1553B总线之间的链路位于同一介质上，这有助于MILSTD1553B总线系统升级，以满足战斗机的发展需要，同时延长MILSTD1553B的使用寿命，从而实现稳定性和高速数据总线的有效组合。STANAG3910总线系统的传输速率可达20mb/秒，可使用同轴电缆作为支架，或使用光纤作为支架，满足战斗机的空中和电力通信需求。

结束语

简而言之，对航空电子总线技术进行了深入的开发。在分析过程中，作为研究人员，我们必须加强专业技能，继续顺应时代的变化，积极探索电子航空技术的现实，以便有针对性地总结更有效的电子数据总线技术措施，为发展电子数据总线奠定良好的基础。

参考文献：

[1]林军华.航空电子系统数据总线技术研究[J].數字通信世界，2015，32（7）：55，117.