机载数据总线概述
机载总线之ARINC 429
接收器的典型输入特性如下：差分输入阻抗值RI=12000Ω（最小值）。
差分输入电容值=50pF（最大值）。 到地的电阻值≧12000Ω。到地的电容值≦50pF。 接收器的总输入阻抗值应不小于8000Ω。 对任何发送器，规定接入的接收器数量最多为20个。
NORTHWESTERN POLYTECHNICAL UNIVERSITY
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概述
3.应用
——ARINC429规范
① 以ARINC-429总线构成的数传系统可以说是一个单信息源、多接收器的数
据传输系统。
② 为了实现设备之间的双向通讯，必须建立一个双向的数据传输链路。 ③ 对于一个ARINC-429数据传输系统来说，如果要增加一个设备，或者由于
数据
数据最高 有效位
符号/状态 矩阵
奇偶 校验位
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总线标准及协议
2. 基本信息单元
——信息单元
① LABEL是信息标识符，其用途一是识别数据字内包含的信息，二是识别做
离散、维护和数据用的字。标号用八进制表示（0-377）。
② 第9和第10用作数据的源、目标标识(SDI)功能。它用于当需要将特定字发 送给多系统设备的某一特定接收系统时，或者多系统设备的源系统需要根
⑤ 空载时，发送器输出端的差分输出电压见下表：
名称 线A到线B
高电平/v ＋10±1.0
零电平/v 0±0.5
低电平/v －10±1.0
线A到地
线B到地
5±0.5
－5±0.5
0±0.25
0±0.25
航空数据总线技术入门
航空数据总线技术入门支超有航空数据总线技术综述前言•航空电子与航空数据总线•航空数据总线（机载数据总线）分类•数据总线协议、拓扑结构、数据总线性能指标ARINC航空数据总线•ARINC-429航空数据总线•ARINC-629航空数据总线CSDB商用航空数据总线•CSDB总线协议•CSDB拓扑结构MIL-STD-1553B及其它军用航空数据总线航空数据总线技术综述•MIL-STD-1553B航空数据总线•MIL-STD-1773航空数据总线•STANAG 3838/3910 航空数据总线LTPB线性令牌传递总线•LTPB总线协议•LTPB拓扑结构FDDI光纤分布式数据接口•FDDI总线协议•FDDI拓扑结构SCI可扩展一致性接口•SCI协议•SCI拓扑结构航空数据总线应用与综合对比航空电子与航空数据总线●航空数据总线技术是现代先进飞机电传操纵系统和航空电子综合化最重要的关键技术之一，决定着飞机性能和航电系统综合化程度的高低。
●航空数据总线技术已经成为电传操纵系统和整个航空电子系统的“中枢神经”。
●机载高速数据总线技术来源于航空电子综合系统的发展，美军的航空电子系统先后经历了分离式，联合式和综合式三代的发展，目前正处于第四代“先进综合式”的研究阶段。
航空数据总线（机载数据总线）分类●ARINC-429、ARINC-629美国无线电公司制订的一种串行标准，为单向总线设计；●CSDB商业标准数字总线由洛克威尔国际公司科林斯通用航空电子分部制定的航空电子设备间互连的串行总线标准；●MIL-STD-1553B、MIL-STD-1773是美国空军制订的一种串行标准，为双向总线设计，MIL-STD-1773采用光纤作为传输介质；●STANAG 3838/3910欧洲一些国家为欧洲战斗机（EFA）研制和装备的数据总线系统，是1553B的欧洲化，为混合传输介质的双速总线；航空数据总线（机载数据总线）分类●LTPB线性令牌传递数据总线；●FDDI光纤分布式数据接口总线；●SCI (可扩展一致性接口)是总结“宝石柱”和“宝石台”计划经验教训，提出了“航空电子统一网络”的概念，美军的最新一代战斗机研制计划“JAST”中提出的“航空电子统一网络”的首选互连协议，也是美军唯一进入21世纪的战斗机研制计划，为实现先进综合式的航空电子系统打下基础。
总线结构概述范文
总线结构概述范文总线结构是计算机组成中的重要概念，它用于连接计算机的各个组件，包括CPU、内存、输入输出设备等，实现它们之间的信息传递和数据交换。
总线结构决定了计算机的性能、扩展能力和可靠性。
总线结构可以分为系统总线和外设总线。
系统总线是计算机内部各个组件之间传输数据和控制信号的通道，包括地址总线、数据总线和控制总线。
外设总线则是连接计算机与外部设备之间的接口，用于数据输入和输出。
在总线结构中，地址总线用于传输访问内存或外设所需的地址信息，它决定了计算机可以寻址的内存空间大小。
数据总线用于传输数据，它决定了计算机能够同时传输的数据位数。
控制总线用来控制各个设备的工作状态，包括读写控制、时序控制等，它决定了计算机的操作方式和数据传输的顺序。
总线结构可以分为单总线结构、双总线结构和多总线结构。
单总线结构是最简单的总线结构，所有的组件共享一条总线，这种结构简单、成本低，但是并发性能差。
双总线结构是在单总线结构的基础上增加了数据总线，将数据传输和控制传输分开，提高了并发性能。
多总线结构是在双总线结构的基础上增加了多条数据总线和控制总线，可以实现更复杂的数据交换和并行处理。
总线结构的选择取决于计算机的应用需求和性能要求。
在一般的个人计算机中，通常采用双总线结构或多总线结构，以提高计算机的运行速度和并发性能。
在服务器和超级计算机等大型计算机中，通常采用更复杂的多总线结构，以满足高性能计算的需求。
总线结构的设计需要考虑以下几个方面的因素。
首先是带宽，即总线能够传输的数据量，它决定了计算机的数据传输速度。
其次是传输的延迟，即数据从发出到接收的时间间隔，它决定了计算机的反应速度。
再次是可扩展性，即总线能够连接的设备数量和种类，它决定了计算机的可拓展性和灵活性。
最后是可靠性，即总线能够正常工作的稳定性和容错性，它决定了计算机的可靠性和持久性。
总的来说，总线结构是计算机组成的重要组成部分，它实现了计算机内部各个组件的连接和数据交换，决定了计算机的性能、扩展能力和可靠性。
机载数据总线简介课件
光纤通道
概述
光纤通道是一种高速串行数据总线，采用光纤作为传输介质 ，具有高带宽、低延迟和长距离传输等优点。
特点
采用串行数据传输方式，传输速率极高，可达2.5Gbps或更 高；具有低延迟和高可靠性；支持多种协议和拓扑结构。
03
机载数据总线的发展趋 势与挑战
发展趋势
高速化 随着航空电子技术的进步，机载 数据总线正向着更高的传输速率 发展，以满足各种复杂应用的需 求。
不同厂商的设备需要能够互操作和兼容， 以满足航空电子系统的高度集成和模块化 需求。
未来展望
更高传输速率
随着航空电子技术的不断发展，机载数据总线将向着更高 的传输速率发展，以满足未来更复杂的应用需求。
更高效的数据处理技术
随着数据处理技术的发展，机载数据总线将采用更高效的 数据处理技术，以提高数据传输的效率和准确性。
机载数据总线简介课 件
contents
目录
• 机载数据总线的定义与作用 • 机载数据总线的类型与特点 • 机载数据总线的发展趋势与挑战 • 机载数据总线在航空领域的应用案例 • 机载数据总线的未来发展与研究方向
01
机载数据总线的定义与 作用
定义
总结词
机载数据总线是一种用于在飞机内部各个系统之间传输信息的通信总线。
更智能的数据管理技术
随着人工智能技术的发展，机载数据总线将采用更智能的 数据管理技术，以实现数据的自动采集、处理和传输。
更完善的标准体系
为了满足不同厂商设备之间的互操作性和兼容性需求，机 载数据总线将进一步完善标准体系，推动标准化进程。
04
机载数据总线在航空领 域的应用案例
案例一：波音787的数据总线系统
为了确保机载数据的安全和保密性，需要研究有效的加密算法和防护措施，防止数据被 窃取或篡改。同时，还需要加强数据备份和恢复机制，确保数据的可靠性和完整性。
ARINC629航空数据总线研究
ARINC629总线的拓扑结构同 1553B一样为线型结构，且消息在总线上为双向传输;但与 1553B不同的是它无总线控制器，为了使消息在总线上有序传输，并且使总线上的每一个终端都能获得对等访问总线的机会， ARINC629总线协议规定了 3个重要的参数，即发送间隔 TI (Transmit Interval)、同步间隙 SG(Sync Gap)和终端间隙 TG(Terminal Gap)。对于总线上的任一用户，终端在发送完一次数据后，必须满足以下 3个条件才能发送下一次数据:(1)必须在上一次发送间隔 TI时间计满后才能发送下一次数据; (2)必须在总线上检测到一段 SG规定的空闲时间 ;(3)必须在总线上检测到一段 TG规定的空闲时间。其工作流程如图 1所示
Byte 0 Byte 1 MODULO SYNC BI ALT
CP/MAL
SG11TI SGO厅G
'-
Byte 6 Byte7
图 7调度表发送控制单元
Fig.7 Send control lln.t of schedllling form
息，消息的发送按终端控制器所设定的逻辑模式进行。
白山巳
一一端
丁止终
一一
一
-EJ- -T-G
M -G
且一
--2
-T
-G
一
丁TG
LO-HI
SYNC
16 BITS DATA P
TI TI
每
1 20
'
M SG TG TG
终端 3
图 2 终端时序
Fig.2 Terminal time sequence
含所有标识符中的相似信息和由该终端发送的字符
FC总线技术简介(一)
FC总线技术简介（一）在前面的介绍中，我们介绍了航空航天数据总线技术，并认为FC总线技术由于具备高速率的数据传输特性、较高可靠性、可扩展性强等特点被认为是未来航空总线发展的主要数据总线之一。
因此，在接下来的几期文章中，我们将从光纤通道技术、FC-AE系列标准、FC-AE-1553及FC标准簇等方面进行详细介绍。
在本期中，我们将对光纤通道的相关技术进行介绍，包括分层结构、拓扑结构、端口类型、服务类型及端口单元等方面。
1.光纤通道简介光纤通道航空环境(FC-AE：Fiber Channel Avionics Environment)是光纤通道(Fiber Channel)标准开发组织制定的一簇协议族，用于详细定义可用于光纤通道航空电子环境上的(包含军事以及商业应用)专用系统。
该协议将快速可靠的通道技术和灵活的、可扩展的网络技术有机融合在一起。
FC 协议发展至今，已经能够支持很多上层协议和指令集，例如：MIL-STD-1553B、IP、ATM 等协议以及HIPPI、IPI、SCSI等指令集，支持光纤和铜缆等多种物理介质。
FC 协议能够很好地实现全双工、半双工和单工的通信模式。
光纤通道的基本特点如下：•高带宽、多媒介、长距离传输：串行传输速率已由最初的1Gbps 提高到4Gbps ，并且正在向更高速率、更大数据吞吐量发展，适用于不同模块间大规模应用数据（如音频、视频数据流）交换；以光纤、铜缆或屏蔽双绞线为传输介质，低成本的铜缆传输距离为25m，多模光纤传输距离为0.5km，单模光纤传输距离为10km；••可靠性与实时性：多种错误处理策略，32位CRC 校验，利用优先级不同适应不同报文要求，并解决媒介访问控制时的冲突，传输误码率低于10-12，端到端的传输延迟小于10us，支持非应答方式与传感器数据传输；••统一性与可扩展性：可以方便的增加和减少节点以满足不同应用需求，拓扑结构灵活，支持多层次系统互连，利用高层协议映射提高兼容和适应能力。
常用的民用航空器机载数据总线浅析
◼引言民用航空器对航空电子设备传输的速度、可靠性、性能、效率的需求，航空电子设备在复杂结构系统中的运用，航空器机载数据总线在整个飞机航电系统架构中起着核心作用，可以比喻成飞机的“经脉”，贯穿整个飞机系统，操作飞机运转的神经中枢。
新一代的总线技术不断地推出，以适应和满足高速发展的航空电子系统的需求。
在我国大飞机事业迅速发展的背景下，加快民用航空器机载数据总线的研究，以满足自主研发、自主设计、自主制造的需求。
◼1 航空机载数据总线概述民用航空器机载数据总线技术是实现各设备系统之间的数据通信，各设备和子系统之间通过总线联系在一起，组成整个庞大的航空系统网络。
目前民用航空器运用最广泛的是ARINC429数据总线、ARINC629数据总线，以及近几年推出的AIRNC 664 AFDX数据总线。
◼2 应用广泛的航空机载数据总线2.1 ARINC429数据总线民用航空器数据总线一个重大的变革是20世纪70年代和80年代 ARINC429总线的应用，总线上不再需要控制器，以最高100 KB/s的传输速率在各种航空电子设备之间传输数据。
ARINC429全称是数字式信息传输系统，是由美国航空电子工程委员会（AEEC）制定的一种民用航空器机载总线规范。
ARINC429总线通信方式是用带有奇偶校验的32位信息字，并采用双极型归零的三态调制编码方式。
ARINC429总线结构简单、性能稳定、抗干扰性强，最大的优势在于可靠性高。
ARINC429数据总线开启了航空电子设备的数字时代，它是一种相对比较慢的串行双绞线数据总线，总线使用的是非集中控制方式。
ARINC429总线上只有一个终端可以发送，多达20个终端可以接收，这使得总线上数据传输有序稳定，不会存在单点故障，传输可靠，错误隔离性好，大大提高了数据传输的稳定性和可靠性。
但ARINC429总线从主系统发出数据，传输到子系统，子系统是不会反馈确认信息的，如需要子系统反馈确认信息主系统，还需要增加另一条总线。
机载数据总线简介课件
MIL-STD-1553 总线广泛应用于现 代飞机和直升机的航空电子系统中。
军事应用
由于其高可靠性和实时性，MIL-STD1553 总线广泛应用于军事系统中。
05
机载数据总线的发展趋势
高性能机载数据总线的需求
提升数据传输速度
随着航空电子技术的不断发展，机载数据总线需 要更高的数据传输速度来满足实时性要求。
高可靠性
ARINC 429总线具有较高的可靠性，它采用 了冗余设计，即使在某些设备出现故障的情 况下，整个系统的正常运行也不会受到影响 。
实时性
ARINC 429总线支持实时传输数据，能够满 足机载设备对数据传输的实时性要求。
灵活性
ARINC 429总线采用了标准的接口设计，不 同厂商生产的设备可以方便地进行互连互通 ，这为飞机系统的升级和维护提供了极大的 便利。
抗干扰能力强
RS 422 总线采用差分接收技术 ，能够有效抑制共模干扰，提高 系统的抗干扰能力。
灵活的连接方式
RS 422 总线支持点对点的连接 方式，可以灵活地连接多个设备 ，实现数据的高速传输。
01
传输距离长
RS 422 总线采用平衡驱动和差 分接收，使得传输距离得到显著 提升，能够在较长距离上保持稳 定的传输性能。
ARINC 629 总线
是一种高速、大容量、高可靠性的机载数据总线，适用于大型客机和军用飞机等高端航空 领域。
AFDX（Avionics Full-Dup…
是一种基于以太网的机载数据总线，具有高带宽、低延迟、高可靠性等优点，适用于新一 代飞机和航空电子系统的互联。
02
ARINC 429 总线
ARINC 429 总线的特点
ARINC 429 总线的组成
机载数据总线技术及其应用
机载数据总线技术及其应用支超有目录•主要内容•第1章机载数据总线概述•第2章数据总线技术基础•第3章是开放式网络体系结构与协议•第4章是民用飞机机载数据总线•第5章是ARINC-429总线控制器件及其接口设计•第6章是ARINC-629数据总线及其接口设计目录•主要内容•第7章是军用机载数据总线•第8章是1553B总线控制器件及开发实例•第9章是光纤分布式数据接口（FDDI•第10章是可变规模互连接口（SCI•第11章是光纤通道（FC）•第12章机载数据总线的仿真与测试•全双工交换式以太网（AFDX）目的和意义•机载数据总线技术是现代先进飞机电传操纵系统和航空电子综合化最重要的关键技术之一，电传操纵系统或航空电子系统性能的优劣直接决定着飞机性能的优劣。
上世纪七十年代以来，飞机设计发生了重要转变，从飞机总体、气动为重点的设计转变到以飞机航空电子和功能系统为重点的设计上。
机载数据总线技术已经成为电传操纵系统和整个航空电子系统的“中枢神经”。
是航空电子综合系统的工作支柱，通过机载数据总线实现电传操纵系统中各个传感器与各个执行功能单元之间，以及各个航空电子系统单元之间的数据通信，实现信息共享和功能综合，它不但要满足各个传感器、功能单元和子系统功能的实时性要求，还要通过信息交联达到信息共享、功能综合的目的。
目的和意义•目前，在机载数据总线领域，国内已出版发行不少的标准、规范，也有众多学术论文发表。
前者往往是针对单一数据总线提出，而后者常常局限在对数据总线某一方面的研究，如接口设计或测试。
另一方面，随着航空电子技术与电传（或光传）飞控系统的发展，特别是美国在上世纪末提出并实施的“宝石台”、“宝石柱”计划中，所涉及的统一网络技术与下一代航空电子系统中，已经在发展高速、高可靠性、通用、容易互连数据总线。
而国内还缺少一本系统、全面、完整介绍机载数据总线技术、标准协议，及其接口设计与实现相关内容的书籍资料，为此，有必要编著《机载数据总线技术及其应用》。
民用飞机ARINC429总线和ARINC 664总线应用权衡研究
民用飞机ARINC429总线和ARINC 664总线应用权衡研究作者：尚洋来源：《科技视界》2017年第12期【摘要】日趋复杂的航空电子系统对机载数据总线提出了更高的要求。
本文对ARINC429总线和ARINC 664总线进行了简介，并对ARINC429总线和ARINC 664总线进行了权衡，最终得出：针对新研制的飞机，建议选用ARINC 664总线。
【关键词】机载数据总线；ARINC429；ARINC6640 引言机载数据总线技术是计算机网络技术在航空电子底层的具体实现，决定着飞机性能和航电系统综合化程度的高低，对现代民用飞机航电系统的设计起着至关重要的作用[1]。
在航空领域广泛使用的ARINC429总线，具有结构简单、性能稳定，抗干扰性强可靠性高等优点[2]，但其带宽低，不能满足日趋复杂的航空电子系统的数据传输要求。
现代民用飞机航空电子系统的复杂性及数量不断增加，对机载数据总线提出了更高的要求，为此，空客公司在商业以太网标准的基础上建立了新一代的机载数据总线ARINC 664。
ARINC 664总线是伴随空客A380飞机的研制而发展起来的，ARINC 664 网络是一种双余度网络，其传输速度和性能都有了很大的提高[3]。
1 ARINC429总线和ARINC 664总线简介1.1 ARINC 429总线简介ARINC429总线协议是由美国航空无线电公司制定的工业标准和规范。
现今许多的商用飞机使用的是 ARINC429总线标准。
此总线标准自1977年发展至今已得到了广泛的运用，已被证明在要求严格安全的应用中是非常可靠的。
这种数据总线拓扑出现在波音公司、空客公司以及庞巴迪宇航许多的商用飞机上，例如 B737、B747、A330、A340、CS100、CS300 等。
ARINC 429数据通信系统规定采用单工通信方式，从一个发送器到各个接收器的数据流是单向、不可逆的。
如果要求两个方向都能进行数据传输，则每一数据流方向都要用一根独立的数据总线。
民机机载数据总线概述
民机机载数据总线概述作者：张烨峰来源：《科学与财富》2018年第30期一、机载数据总线概述现代飞机上各个电子设备或子系统都装备了独立的计算机，而这些计算机除了满足各个功能子系统的实时处理之外，还需要进行信息交联达到功能综合的目的，这就导致了航空电子综合系统的出现。
机载数据总线技术已经成为电传操纵系统和整个航空电子系统的中枢神经，是航空电子综合系统的工作支柱。
ARINC 429、ARINC 629是世界大型民用客机领域最为重要的机载总线，曾经以优异的性能在大型民用客机领域占据了统治地位，但是随着航空电子技术正在向智能化、模块化、标准化、综合化等方向深层次快速发展，以航空电子全双工交换式以太网（AFDX）为代表的新一代民用航空电子系统互连技术已经崛起，将最终取代ARINC 429、ARINC 629系列总线。
二、机载总线发展现代飞机机载设备结构和总线由 1960 年到现在经历以下演化阶段：（1）分布式模拟系统结构；（2）分布式数字系统结构；（3）集中式数字系统结构；（4）综合模块式数字系统结构。
分布式模拟系统结构：机载设备主要通过大量物理链路连接传递数据，没有通信总线，导致机载设备难以修改和升级，而飞行管理和空中交通管理需要增加或升级民机机载设备。
同时模拟计算机体积庞大。
分布式数字系统结构：数字计算机技术的成熟使其在航空领域开始应用，另一个重要的技术发展是使用半双工串行数字总线，如 429 总线。
429 总线是一种传送速度相对较慢的一对多、半双工串行数字总线。
数字计算机减少计算机体积和重量，通信总线大大减少机载设备硬线连接，同时促使不同厂家产品使用相同的标准接口，简化后续产品升级和修改的压力。
典型的飞机有波音 737、早期波音 767、空客A330。
集中式数字系统结构：数字总线 1553B 的全双工、多终端通信协议、通信速率高，可以连接各主要机载设备，机载设备如飞控系统内部再使用系统总线。
随着新的数字总线 1553B 被确定为北约通用数字总线标准和广泛的使用，大大降低使用成本。
机载总线技术应用综述及其对飞机性能的影响
• 37•机载总线是航电系统中的重要组成部分，负责设备间的信息交流和传输。
其性能制约着航电系统的发展，是世界各国重点关注的对象。
本文对民航中迄今为止应用较多的几种机载总线协议进行一定的总结，并由小见大，对未来的机载总线技术发展进行一定的展望。
1.Arinc429概述Arinc429总线协议是由美国航空电子工程委员会(Airlines Elec-tronic Engineering Committee)于1977年7月提出的，并在同年发表和获准使用。
该协议标准规定了航空电子设备及有关系统间的数字信息传输要求，被广泛应用于先进的大型民航运输类飞机中。
B737，B757，B767，B777及A300-A600等诸多机型均采用了Arinc429总线协议。
其具有诸多优点，包括数据资源丰富，数据精度高，结构简单，性能稳定，传输可靠，抗干扰能力强等。
（袁梅，曲方伟，民用机载航空总线发展概述：中国航空学会2007学术年会，2007）Arinc429的标准是一种串行标准，是一种面向接口型的单向广播式传输总线。
该总线上仅可有一个发射器，但可有多个接收器。
在Arinc429总线协议中，信息无法倒流。
信息仅可从一台设备的发射器发出，到达该总线上的接收器。
若两设备需要双向通信，则需要两组Arinc429总线。
传输方式为开环传输，接收器不需要通知发射器接收到信息。
该标准使得设备互换性的物理和电气特性达到最大程度的标准化，提高了设备间的兼容性。
Arinc429总线协议也有诸多缺点，如传输速度慢、线缆冗杂等，已经不适应现在的航空电子系统高度集成的趋势。
由于数据仅能单向传输，其电缆数目、长度等必定极其庞大且难以缩减，占用较大空间和重量，是航电系统进一步大规模集成所不可逾越的鸿沟。
因此Arinc629总线协议问世并在逐渐替代Arinc429总线。
2.Arinc429的传输方式Arinc429通信采用带有奇偶校验的32位信息字，采用双极性归零码的三态调制编码方式，调制信号有“高”、“零”、“低”三种电平。
机载总线之MIL-STD-1553B数据总线介绍
5 同步头 远程终端地址
1
1
1
3 保留
1
1
1
1
1
1
消 服 测 息 务 错 量 请 误 求
广 忙 子 动 终 P 播 等 系 态 端 指 待 统 总 标 令 标 线 志 接 志 控 制 收 接 收
7.4.3 状态字
（3）消息错误位 消息错误位为1，表示上一条消息（如果本条消息有错误， 状态字不返回）有错误，满足下列三种情况才认为传输没错误： 字有效（同步头、曼彻斯特码、数据、奇偶位数据） 消息有效（消息连续） 指令字有效（数据个数不对、终端不具有功能的指令） 但具体那种错误不知道
4.通讯协议定义
双方必须要有共同语言 逻辑特性、电气特性一样 一致操作步骤 工作过程一样 要规定检查错误并能处理 自检错能力
5.控制规程
①
②
③
面向位传输控制规程 传输基本单位：位(bit)。 面向字符传输控制规程 传输基本单位：字符(byte)。 面向消息传输控制规程 传输基本单位：消息(message)，每个消 息是由多个16位字(word)组成，包含有命令 字、数据字和状态字，而且字与字之间没有间 隔。 面向消息传输控制规程也叫实时控制规程。
7.3 特点
7.4 字定义
7.4.1 命令字
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
5 同步头 远程终端地址
1 T/R
5 子地址/方式域
5
1
数据字计数/方式码 P
命令字由总线控制器(BC)发出，远程终端(RT)接收。 由同步头、RT的地址位、发送/接收(T/R )位 、子地址/方 式场、字计数/方式码和奇偶校验位组成。
数据总线协议
1 绪论1.1 引言随着科技的发展及战争的需要，战车、舰船、飞机等武器平台上电子设备越来越多，越来越复杂，于是将电子设备按一定的协议联网加以有效地综合，使之达成资源和功能共享已成为必然的规定。
电子综合的支撑技术是联网技术，而武器平台上的联网技术不同于一般的局域网络技术，它特别强调网络的可靠性和实时性[1]。
1553B总线最初是在七十年代末为适应飞机的发展由美国提出的飞机内部电子系统联网标准，其后由于它的高可靠性和灵活性而在其他的机动武器平台上也得到了较广泛的应用。
MIL-STD-1553B是70年代发展起来的“飞机内部时分制指令响应式多路传输数据总线”,它具有可靠性高、速度快、反映灵敏、双冗余等特点,特别合用于快速反映武器系统[2]。
虽然其传输速率只有1Mbit/s,但它并没有因后来发展起来的高速网遭淘汰, 而是随微电子技术和计算机技术的发展而不断提高。
世界上许多集成电路公司和厂家都不断开发和生产集成度更高、通用性更强的1553B总线系列器件。
这些器件优化了1553B总线通讯接口,减轻了主机的通讯承担,从而提高了系统的可靠性[3]。
1.2国内外1553B总线研究发展状况及涉及领域随着时代的发展，对于增长飞机推力、改善气动性能等技术的成熟，航空系统设计任务的重点，逐渐集中在飞机内部的电子设计上。
与此同时，信息工程、计算机技术、控制技术、电子技术都有了长足的进步。
航空电子综合化技术就是在这样的背景下产生的[3]。
技术的核心问题是实现信息采集、解决、分派、存储的一个系统。
MIL-STD-1553B多路总线是综合化航空电子系统设备间的数据互换纽带，它将所有的综合化航空电子子系统连接在一起，共同构成具有特殊性的分布式计算机网络，从而实现综合系统内部的信息共享和系统综合化控制。
航空电子系统中，不仅需要不同的硬件接口来应付不同的航空设备，并且航空设备内部接口连线也十分复杂和混乱，可靠性能也不高[3]。
为了解决这个状况，提出了在航空电子系统中使用数据总线，使得不同的航空电子设备之间可以互相通信。
机载总线之机载数据总线简介
化，飞机内部各种设备之间的通信得到了很大的改进。
④ 数据总线技术在我国航空电子系统设计中已有十几年的设计和使用经验。 ⑤ 本门课程针对具有代表性的总线标准，包括 RS232/422/485 、 MIL-STD-
1553B、ARINC429、AFDX，FC进行介绍。
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介质来取代屏蔽双绞线以及电缆,其他的高层协议与MIL-STD-1553B相同。
③ MIL-STD-1773数据总线在20世纪90年代已被美国国家航空航天局(NASA)和 海军(NAVY)所使用,其中, F-18战斗机就使用这一标准。
④ 目前,MIL-STD-1773已发展到了双速率、高速度的阶段。
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中低速航空航天数据总线
4. 典型拓扑结构
——-STD-1553B数据总线
① MIL-STD-1553B总线的主要构成有:1553B总线接口模块，1553B总线耦合器 ，1553B电缆，电缆连接器，终端匹配等，它们由两根冗余总线连接。 ② 可挂接的32个终端按其作用分为：总线控制器(BC) 、总线监控器(BM)、 远程终端(RT)。
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中低速航空航天数据总线
制指令/响应多路传输数据总线）,
——3. MIL-STD-1773数据总线
① 1988年,美国国防部发布了新的军用标准即 MIL-STD-1773（飞机内部时分
② 该标准主要是对MIL-STD-1553 在传输介质上的一个改进 ,其利用光纤传输
源、射频部件和天线口径的广泛共享，实现了系统的简化和效能的改善。
航空总线简介(1553B、429、CAN)
航空总线简介：MIL-STD-1553B（GJB289A）总线简介MIL-STD-1553B是一种具有可确定性的、传输可靠的数据总线。
特别适合使命关键的计算模块与实时传感器和控制器之间互连的应用。
20多年来，它广泛地应用于不同的军事平台(航空系统、地面车辆系统、舰艇系统) 系统,已经发展成国际公认的数据总线标准。
国内航空航天部门都已开始采用该总线进行数据传输、而且许多新型号同类产品也正拟采用该总线用于航电的通讯。
不难看出未来的十年到十五年内它仍将是国内航空航天的主要航电总线之一。
随着现代航电综合化要求的加强，航电通讯系统的重要性不断提高，MIL-STD-1553B作为目前首选的航电总线，其关键作用也日益突出。
在军事方面，目前正进入信息化作战的新时代。
西方发达国家的武器平台绝大部分采用MIL-STD-1553B总线作为连接各个分系统的神经枢纽，可以说基本实现了武器平台的信息化。
这些武器平台包括：战斗机、武装直升机、坦克、战车、军舰，甚至导弹等。
我国军队正处在由机械化到信息化的起步阶段，我国新型战斗机已经全面换装GJB289A(MIL-STD-1553B)数据总线,如：歼八II、歼11、"山鹰" 号新一代教练机、FC-1等，我国军舰也正在采用MIL-STD-1553B数据总线，例如167驱逐舰。
其它武器平台也将逐步采用GJB289A(MIL-STD-1553B)数据总线。
ARINC429总线简介ARINC 429是一种航空电子总线,是美国航空无线电公司(ARINC)制定的航空数字总线传输标准，定义了航空电子设备和系统之间相互通信的一种规范。
它将飞机的各系统间或系统与设备间通过双绞线互连起来,是各系统间或系统与设备间数字信息传输的主要路径,是飞机的神经网络.规范是在ARINC419的基础上立草的,但又独立于ARINC419.过去许多航空设备采用的航空总线种类各异(如ARINC453,ARINC461/568,ARINC573,ARINC575,ARINC582),很难互相兼容.现代飞机电子系统要求各机载航空设备使用统一的航空总线,方便系统集成.ARINC429就是在这种需要下形成规范.ARINC429它具有接口方便,数据传输可靠的特点.目前已经是商务运输航空领域应用最广泛的航空电子总线,如空中客车的A310/A320,A330/A340飞机,波音公司的727,737,747,757和767飞机,麦道公司(97年与波音公司合并)的MD-11飞机等等.另外ARINC429也有在导弹,雷达等领域得到了应用. ARINC429协议规定使用双绞屏蔽线以串行方式传输数字数据信息，信息为单向传输，即总线上只允许有1个发送设备，可以有多个(≤20个)接收设备。
航空机载数据总线介绍
航空机载数据总线介绍2016 . 4Somethings about the DataBus 数据总线用于传送数据信息。
最大的特征：共享与交换常见硬件结构技术指标：•总线的带宽（总线数据传输速率）•总线的位宽（主要对于并行总线有意义）•总线频率（主要对于并行总线有意义）•拓扑结构•传输距离•传输介质•确定性•… …常见软件结构底层驱动（控制芯片）高层协议（可以有多级）用户接口（符合OS设备管理或单独定义）连接器收发器控制芯片（可以有多级）映射寄存器DMA 映射内存双口RAM电缆/电路（传输介质）讲讲技术指标总线的带宽（总线数据传输速率）——代表总线最大数据传输能力… …拓扑结构•点对点•（总）线形•星形•环形•交换式总线的位宽（主要对于并行总线有意义）例如：8/16/32/64/128/256 bit总线频率（主要对于并行总线有意义）例如：16MHz、33MHz、66MHz传输距离•＜10m• 10m – 100m•＞100m（10km）传输介质•同轴电缆•屏蔽双绞线•光纤确定性•传输时间•传输延时•分配带宽•数据传输冲突与仲裁•数据接收的保证性低速中速高速≤ 10M bps ＞10M bps And＜ 100 M bps≥ 100M bpsSomethings about 航空总线系统实时性要求（尤其是控制系统部分）：实时性/确定性相对恶劣的环境（高/低温：-55~100 ℃、机内/外电磁干扰、宇宙辐射）：可靠性/容错能力可用于航空机载的数据总线• ARINC-429（我国标准：HB6096-SZ-01 ）• RS485• CAN• CSDB• MIL-STD-1553B（我国标准：GJB289A-97）• ARINC-629（波音-777）• MIL-STD-1773• STAN-AG-3910• LTPB• FDDI• FC• AFDX/ARINC-664• TTE• IEEE1394• SpaceWire• ARINC-659•……ARINC429●ARINC429总线协议是美国航空电子工程委员会(Airlines EngineeringCommittee)于1977年7月提出的，并于同年同月发表并获得批准使用。
1553B航电总线在航空通信中的应用
1553B航电总线在航空通信中的应用摘要：MIL-STD-1553B总线以其传输的高可靠性、稳定性、使用简单灵活的特点，逐步从飞行控制系统，扩展到航空通信的应用。
本文通过对军用航空总线标准MIL-STD-1553B总线的硬件结构和原理，对传输协议中的字类型、通信传输格式、帧结构做了全面的介绍和剖析；并介绍了其在航空通信中的应用。
关键词：1553B总线；航空通信；协议1．引言1553B总线标准全称MIL-STD-1553B，它始于1968年初，1978年9月21日，在获得正式的书面批准后，作为美国官方的文件公布发表。
它取代了在传感器、计算机、指示器和其他飞机设备间传递数据的庞大设备，大大减少了飞机重量，并且使用简单、灵活。
航空机载数据总线本质上，是一种实时网络互连的系统工程；通过数据总线将飞机上各计算机构成信息网络，实现信息的有效传输、共享，实现座舱的综合信息显示和控制，从而有效形成综合化的航空电子系统。
2．1553B总线简介1553B总线由美国自动化工程师协会于1978年发布，全称为飞机内部时分制指令/响应型多路传输数据总线，我国与之对应的标准是GJB289A-97。
该总线采用冗余的总线型拓扑结构，传输数据率为1Mb/s。
1553B数据总线上节点分为不同的终端类型:包括总线控制器(BC)、远程终端(RT)和总线监控器(MT)。
BC是在总线上唯一被安排为执行建立和启动数据传输任务的终端，在同一时刻，总线上只允许一个BC存在;RT是用户子系统到数据总线上的接口，它在BC的控制下发送数据或接收数据;MT监控总线上的信息传输，以完成对总线上的数据源进行记录和分析，但它本身不参与总线的通信。
3．1553B总线通信系统的组成1553B总线通信系统一般由若干个子系统通过嵌入式总线接口并经过总线介质互联而成，各个子系统之间操作独立，资源和功能则可以通过网络共享。
图1 1553B总线通信系统的组成1）网络的消息传输由BC得总线表统一控制，严格定义了全网络中每条消息的长度，以及发送和接收的顺序、过程；2）传输方式为半双工方式，一个终端不能实现同时接收与发送数据；3）总线可挂接32个终端，各终端之间信息传输方式有：BC到RT,RT到BC，RT到RT，广播方式和系统控制方式；4）在1553B总线上可以有一个总线监视器，它不响应总线控制器的任何命令，用于监视总线数据及提取数据以便以后的数据分析；5）总线上的信息流由3种类型的字消息组成：命令字、数据字（最长为32字节）和状态字，并有同步位和校验位；6）采用双冗余工作方式，第二条属于备份，即当前路径不通过才启用第二条；7）1553B数据总线传输速率为1Mbit/s，标准规定了2中耦合方式：直接耦合方式和变压器耦合方式。