某型測試系統(tǒng)中1553B 總線通信設計及應用

1553B消息是指由1個命令字.1個狀態(tài)字.若干個數(shù)據(jù)字（字數(shù)從0~32 不等）及狀態(tài)字間隔在內的傳輸序列.每個消息至少有2 個字：1 個命令字和1 個狀態(tài)字，最多包含34個字.如果需要完成一定的功能，就要將多個消息組織起來，形成一個新的結構叫做幀.

　　1553B總線上消息傳輸?shù)倪^程是：由總線控制器向某一終端發(fā)布一個接收/發(fā)送指令，終端在給定的響應時間內發(fā)回一個狀態(tài)字并執(zhí)行消息的接收/發(fā)送.BC通過驗收RT回答的狀態(tài)字來檢驗傳輸是否成功并作后續(xù)的操作.

　　2 1553B 總線通信設計

　　2.1 硬件設計

　　某型機載設備與載機火控系統(tǒng)之間通過1553B 總線進行總線通信和時序控制.載機火控系統(tǒng)作為總線BC端，機載設備作為總線RT端.為進行設備的性能測試，機載設備總體測試設備（ATE）設計1553B總線控制器（BC），模擬飛機火控系統(tǒng)與機載設備進行總線通信和設備控制；同時測試系統(tǒng)與產(chǎn)品的1553B總線交換信息直接影響產(chǎn)品的工作時序和狀態(tài)轉換，系統(tǒng)需要在線記錄和保存總線上所有信息（BM 模式），以便于監(jiān)視產(chǎn)品工作狀態(tài)和故障情況的分析.

　　根據(jù)系統(tǒng)需要，本方案中選用成都恩菲特公司符合1553B標準的EP-H6273雙通道多功能卡.該板卡有兩個1553B通道，在同一時間每個通道可分別設置為BC?RT或BM 功能.本系統(tǒng)中該板卡的一個通道設置為BC端，每年載機對設備和產(chǎn)品間的總線通信進行控制；另一個通道設置為BM 端，通過電纜耦合，實時對設備與產(chǎn)品間的所有總線通信信息進行監(jiān)測記錄.

　　1553B終端可以以兩種方式連接到總線：直接耦合和變壓器耦合.直接耦合是用短截線直接連接總線主電纜和終端的方式，其使用方便，但是通信距離比較短，一般在對距離要求不高的場合使用.變壓器耦合是終端通過耦合變壓器連接到主電纜上的方式，本方式具有良好的抗干擾能力，能夠在長距離總線通信上使用.本方案中測試系統(tǒng)與產(chǎn)品間有6 m以上的距離，因此采用變壓器耦合連接方式.

　　2.2 信息設計

　　某型機載設備總體測試中總線控制端（BC）與產(chǎn)品間（RT）的信息通信主要有：同步時間.產(chǎn)品狀態(tài)矢量字查詢.緩變信息等不同周期的周期信息和控制指令等非周期信息.為保證1553B 總線上周期信息能夠實時完整的傳輸，在傳輸消息之前，應按照每條消息的序號建立消息幀，設定消息主幀的周期.消息主幀的周期等于所有消息中周期最小的消息的周期，其余周期消息的次幀周期設置為消息主幀周期的整數(shù)倍.在本方案中，產(chǎn)品的狀態(tài)矢量字直接反映總線通信狀況和產(chǎn)品的工作狀態(tài)，所以將查詢產(chǎn)品狀態(tài)矢量字設為信息的主幀周期，緩變信息和同步時間次幀周期為主幀周期的整數(shù)倍.非周期性信息則根據(jù)控制要求實時插入到周期信息隊列中.

　　2.3 軟件設計

　　EP-H6273 板卡BC 模式支持消息幀編程和消息間隔編程，非周期信息可動態(tài)插入到信息隊列中；BM 模式支持100%消息監(jiān)測和紀錄，并且每個消息有32位時間標簽，方便進行精確消息間隔和響應時間分析.某型機載設備測試系統(tǒng)中1553B 通信的初始化和軟件設計如圖3所示.

　　AutoConnectFirst（）函數(shù)：此函數(shù)自動連接找到的第一個板卡，并返回句柄供其他函數(shù)使用.

　　BM_Init（）函數(shù)：初始化BM操作，在所有的BM操作之前必須調用此函數(shù).

　　BM_TimetagWrite（）函數(shù)：指定通道從指定的時間戳開始計數(shù).

　　BM_StartStop（）函數(shù)：開始和結束BM操作，參數(shù)為0時停止BM操作，參數(shù)為1時開始BM操作.

　　對于BC操作，在進行BC其他設置之前，首先要通過BC_Init（）函數(shù)將板卡設置為BC功能板卡.

　　BC_Init（）函數(shù)：進行BC操作初始化，在進行BC操作之前必須調用此函數(shù).此函數(shù)含有多個參數(shù)，分別用來指示BusA或者BusB為可用總線.MinorFrame頻率設置.不響應時間設置.最遲響應時間和重試條件設置.

　　BC_messageWrite（）函數(shù)：將消息發(fā)送到緩沖器，也用來定義主幀的開始和結尾消息.BC_StartStop（）函數(shù)：開始和結束BC 操作，參數(shù)為0 時停止BC操作，參數(shù)為1時開始BC操作.

　　BC_AperiodRun（）函數(shù)：在BC模式的消息隊列中插入一次性發(fā)送信息，可以提高或降低信息的優(yōu)先級.

　　1553B 總線通信軟件與測試系統(tǒng)軟件一起進行初始化，軟件完成初始化后即開始進行總線監(jiān)控；根據(jù)某型機載設備的工作流程，在產(chǎn)品加電后進行矢量字查詢.系統(tǒng)時間和緩變周期信息通信，并根據(jù)軟件界面控制指令在周期信息通信中插入一次性指令信息，在測試結束后停止總線通信.

　　3 結論

　　本文對1553B 總線通信系統(tǒng)的軟硬件設計方法進行了介紹.該方法在某型機載設備測試系統(tǒng)中得到成功應用，實現(xiàn)了總線通信的控制和在線監(jiān)測，系統(tǒng)工作穩(wěn)定.本設計方法對其他設備和測試系統(tǒng)1553B 總線設計具有一定的借鑒和參考價值.