航空航天数据总线技术综述(一)
军用总线控制技术简介
军用总线控制技术简介作者：陈峰付国忠姚兆来源：《武汉科技报·科教论坛》2013年第11期【摘要】本文主要介绍了不同军用数据控制技术的特点、改进及其发展用途。
【关键词】军用航空数据；高速数据总线；光纤通道一、 MIL-STD-155320世纪70年代，美国军方制定了军用航空数据总线标准— MIL-STD-1553。
该总线为指令/响应时分多路数据总线，采用冗余的总线型拓扑结构，利用屏蔽双绞线或同轴电缆作为传输介质，传输数据率可达1Mb/s。
其主要功能是为所有连接到总线上的航空电子系统提供综合化、集中式的系统控制接口。
这种总线技术首先运用于美国空军F-16战斗机。
MIL-STD-1553总线技术共有2个版本：1553A和1553B。
二、MIL-STD-17731988年，美国国防部发布了新的军用标准 MIL-STD-1773，这个标准是对 MIL-STD-1553标准在传输介质上的一个改进，利用光纤传输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。
MIL-STD-1773数据总线在20世纪90年代已被美国国家航空，宇宙航行局和海军所使用，F-18战斗机就是使用这一标准的试验机型。
与此同时，英国也在研究基于光纤的数据传输总线技术，“山猫”直升机（Lynxhelicopter）就是利用光纤作为其传输介质的机型。
当前， MIL-STD-1773已发展到了双速率、高速度的阶段，波音公司已制造出基于MIL-STD-1773标准的双速率的收发器，具有1Mb/s和20Mb/s两种速率，1Mb/s主要用于MIL-STD-1553总线的使用，而20Mb/s主要用于高速数据传输。
三、STANAG3910STANAG3910也是一种指令/响应协议，采用双速率传输总线结构。
高速通道具有20Mb/s 的传输速率，以满足现今绝大多数战机航电子系统之间高速通信的要求，而低速率的MIL-STD-1553B通道主要控制高速通道的通信。
FC总线总结
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。
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。
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。
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。
航空航天数据总线技术综述(二)
航空航天数据总线技术综述（二）在上一期的“航空航天数据总线技术发展综述（一）”中，我们主要介绍了MIL-STD-1553B、ARINC429、MIL-STD-1773、ARINC629、CAN总线等中低速的航空航天数据总线技术，本期将针对IEEE1394、FDDI、LDPB及SpaceWire等部分中高速数据总线技术进行详细介绍。
1.IEEE1394总线IEEE1394是由IEEE制定的一种高性能串行总线标准，又名火线(FireWire)。
IEEE 1394协议分为1394a、1394b等，其中1394b可支持高达3.2 Gbps传输速率，并支持光纤传输。
IEEE1394作为商用总线，近年来发展迅速，不仅在工业和测控领域被广泛应用，而且已经逐步深入到航空航天及军事应用领域。
基于1394b的光纤总线系统具有计算能力强、吞吐量大、可靠性高、易于扩展、维护方便、且支持点对点通信、广播通信及支持热插拔等优点，为多模态传感系统、在线实时检测和视频图像传输提供了广阔的空间。
因此，基于1394b光纤总线的军事应用，对于提高武器系统打击精度、机动性和快速性具有重要意义。
IEEE1394b已经使用在军用飞机上，并作为F22猛禽战机上的视频总线，同时也在F35上有所使用。
2、FDDI总线光纤分布式数据接口( FDDI: Fiber Distributed Data Interface) 高速总线由美国海军研究中心提出,由美国国家标准局（ANSI）于1989年制定的一种用于高速局域网的MAC标准。
FDDI是一种按令牌协议传输信息、实现分布式控制、分布式处理的光纤介质总线网络系统。
“令牌”是一个特别定义的信息帧，只有令牌明确寻址的终端才可在总线上发送信息，对总线上每个终端都给定一个握有令牌的时间期,在终端握有令牌的时间期内, 终端主控工作, 可发送信息给其他终端。
FDDI传输速率可达100Mbps，FDDI具有传输速率高、传输距离长、覆盖范围大、可靠性高、安全性高、支持可动态分布传输的特点，因此在上世纪90年代作为先进的光纤组网技术得到了发展与应用。
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。
航空航天数据总线技术综述（三）
航空航天数据总线技术综述（三）航空航天数据总线技术发展综述（三）在上一期的“航空航天数据总线技术发展综述（二）”中，我们主要介绍了IEEE1394、FDDI、LDPB及SpaceWire等部分高速航空航天数据总线技术，本期将针对AFDX、TTE、Ethernet及FC总线等通信速率达到百兆以上的高速数据总线技术进行详细介绍。
1. AFDX总线技术航空电子全双工交换以太网（AFDX：Avionics Full-Duplex Switched Ethernet）是基于标准（IEEE802.3以太网技术和ARINC664 Part7）定义的电子协议规范，主要用于实现航空子系统之间进行的数据交换。
AFDX是通过航空电子委员会审议的新一代机载以太网标准，AFDX允许连接到其他标准总线如ARINC429和MIL-STD-1553B等，并允许通过网关和路由与其他的适应ANIRC664但非确定的网络通讯。
AFDX是大型运输机和民用机载电子系统综合化互联的解决方案。
AFDX的传输速率可达100Mbps甚至更高，传输介质为铜制电缆或光纤。
AFDX中没有总线控制器，不存在1553B中集中控制的问题。
同时，AFDX采用接入交换式拓扑结构，使它的覆盖范围和可支持的节点数目远远超过了1553B总线。
AFDX的主要特点如下：(1) 全双工:物理层的连接介质是两个双绞线对，一对用于接收，另一对用于发送；(2) 交换式网络:网络连接采用星型拓扑结构，每个交换机最多可连接24个终端节点，交换机可以级联以实现更大规模的网络；(3) 确定性:网络采用点到点网络，通过使用虚连接以保证带宽；(4) 冗余:双重网络提供了更高的可靠性；(5) 网络传输速率可选择10Mbps或100Mbps 。
空中客车公司在最新研制的A380飞机上就率先采用AFDX总线，同时波音公司在最新研制的787和747-400ER飞机中也采用了AFDX 作为机载数据总线。
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。
高速GJB289A总线技术综述
Ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ ＧＪＢ２８９Ａ ｂｕｓ
Ｔｉａｎ Ｚｅ 一，Ｗ ａｎｇ Ｊｉｎｇ ，Ｋｏｕ Ｘｕｅｆｅｎｇ４，Ｔｉａｎ Ｚｈｅｎ （１．ＡＶＩＣ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｘｉ ａｎ ７ １００６８，Ｃｈｉｎａ；
ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａｖｉｏｎｉｃｓ ｓｙｓｔｅｍｓ，ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｏｆ ＧＪＢ２８９Ａ ｂｕｓ（１ Ｍｂ／ｓ）ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｕｎａｂｌｅ ｔｏ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｄｅｍａｎｄ ｏｆ ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ ｃｏｍｍ—
ｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ｔｈｅ ｎｅｅｄ ｔｏ ｄｅｖｅｌｏｐ ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ ＧＪＢ２８９Ａ ｄａｔａ ｂｕｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ＧＪＢ２８９Ａ ｄａｔａ ｂｕｓ；ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ；ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
ＧＪＢ２８９Ａ 总 线 历 经 多 年 的 发 展 ， 目前 已 成 为 一 种 成 熟 的 机 载 总 线 ， 被 广 泛 用 于 飞 机 综 合 航 空 电 子 系 统 、武 器 外 挂 与 集 成 系 统 ，并 逐 步 扩 展 到 飞 行 控 制 等 系 统 及 坦 克 、舰 船 、航 天 等 领 域 ［４－５］。当 前 ，新 飞 机 研 制 及 老 飞 机 改 造 项 目 中 ， 对 数 据 总 线 的 传 输 速 率 要 求 越 来 越 高 ，
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。
航空数据总线技术分析研究
航空数据总线技术分析研究作者：唐宁常青来源：《现代电子技术》2014年第04期摘要：数据总线作为航空电子系统的“骨架”和“神经”，与航空电子技术的发展同步进行，相互促进，对航空电子系统起着至关重要的作用。
主要概述航空机载数据总线及其发展现状，介绍目前几种典型的机载数据总线技术，分析传输协议、拓扑结构、技术特点及应用现状，并进行比较，论述了可变规模互连接口（SCI）和光纤通道技术在未来航空领域具有广阔的应用前景。
关键词：机载航空电子设备；数据总线； SCI总线； FC总线中图分类号： TN911⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2014）04⁃0064⁃06 Study on avionic data bus technologyTANG Ning， CHANG Qing（National Key Laboratory of ATR， National University of Defense Technology， Changsha 410073， China）Abstract：As the “framework” and “nerve” of aviation electronic systems， the airborne data bus plays an important role， develops with aviation electronic technique simultaneously， and promotes each other as well. Several typical airborne data bus techniques and their development actualities at present are summarized in this paper. Their transmission protocols， topology structures， technique characteristics and application actualities are analyzed and compared. The expansive application foreground of SCI （scalable coherent interface） and FC （fiber channel）technology in the aviation domain is discussed.Keywords： airborne avionics； data bus； SCI bus； FC bus0 引言随着航空电子系统的发展，各类飞行器搭载了越来越多的观测仪器和电子设备，这些仪器和设备之间的数据交换、信息共享和综合处理的数据总量也在迅猛增长，对航空电子数据总线提出更高层次的要求。
航空航天数据总线技术综述（一）
航空航天数据总线技术综述（一）国科环宇航空航天数据总线技术发展综述（一）70年代以来，随着微电子、计算机、控制论的发展，使得航空电子系统的发展更为迅速。
1980年美国专门制定了军用1553系列标准和ARINC系列标准，使数据总线更加规范化。
目前自动化程度较高的军、民用飞机，如F-16、F-117、幻影2000、空中客机A340等都采用了数据总线技术。
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，本文针对具有代表性的总线标准，包括MIL-STD-1553B、ARINC429、MIL-STD-1773、ARINC629、STANAG3910、RS485及CAN总线技术进行介绍。
-STD-1553BMIL-STD-1553B总线全称为飞行器内部时分命令/响应式多路数据总线,它由美国自动化工程师协会在军方和工业界的支持下制定,正式公布于1978年,1986-1993年进行了修改和补充。
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,传输数据率可达1 Mb/S，足以满足第三代作战飞机的要求。
1553B总线系统主要由总线控制器BC和远程终端RT和组成，其字长度20bit，数据有效长度为16bit，半双工传输方法，双冗余故障容错方式，传输媒介为屏蔽双绞线，1553B总线的冗余度设计，提高了子系统和全系统的可靠性。
1553B总线的主要功能是为所有连接到总线上的航空电子系统提供综合化、集中式的系统控制和标准化接口。
该总线技术首先运用于美国空军F-16战斗机。
在过去的30年中,MIL-STD-1553B已成功地应用于多种战机,并且成功应用于其它控制领域,如导弹控制、舰船控制等，在海军和陆军的武器和维护系统中已经开始采用1553B总线。
随着国防现代化的建设和武器系统的升级换代，我军也开始将1553B协议大量应用到武器系统的设计中。
2.ARINC429ARINC429总线协议是美国航空电子工程委员会（Airlines Engineering Committee）于1977年7月发表并获得批准使用的,它的全称是数字式信息传输系统(DITS)。
FC总线总结
FC总线技术简介（一）发展的主要数据总线之一。
精心整理因此，在接下来的几期文章中，我们将从光纤通道技术、面。
精心整理1. 光纤通道简介：Array事以及商业应用)专用系统。
精心整理该协议将快速可靠的通道技术和灵活的、可扩展的网络协Array协议能够很好地实现全双工、精心整理半双工和单工的通信模式。
光纤通道的基本特点如下：以光纤、铜缆或屏蔽双绞线精心整理为传输介质，低成本的铜缆传输距离为25m，多模光纤于10-12，端到端的传输延精心整理迟小于10us，支持非应答方式与传感器数据传输；通道上，以有效地减少物理精心整理器件与附加设备的种类并降低经济成本；境工程（FC-AE）的协议规范精心整理已经定制了5种，分别是：无签名的匿名消息传输精心整理2. 光纤通道分层结构光纤通道主要分为5层传方案、字节同步和有序集；精心整理FC-2 链路控制层，定义了传送成块数据的规则和机制；传送介质、发射机和接收机精心整理及其接口，FC-0层规定了各种介质和与之有关的能以各定了需要传送成块数据的规精心整理则和机制，在协议中，FC-2层是最复杂的一层，它提供量到已存在的更上层协议的精心整理映射。
3.光纤通道的拓扑结构精心整理图2 光纤通道拓扑结构示要求的节点。
精心整理仲裁环可以进行126个设备的高速连接，数据在环路的环可以作为机载系统中外部精心整理存储设备间的连接或显示阵列间的连接。
可以采用集线性能最好、带宽最大，可以精心整理连接多达 1600 万个设备，而且在同一时刻允许多个设机端口互连，每个端口都可精心整理以最大速度与交换机的端口建立连接。
通信的基本单元。
所谓端口精心整理是一个节点内部的硬件实体，通过光纤通道链路和相口，它的功能正确与否直接精心整理决定网络是否正常工作；F 端口，在光纤通道交换机光纤网络的带宽费用；精心整理NL 端口和 FL 端口，FL 端口在交换机上实现，它作为所传输的数据类型。
服务类精心整理别之间的主要区别是使用不同的流控制类型。
航空航天工程师的航天器数据传输技术
航空航天工程师的航天器数据传输技术航空航天工程师是一项高度专业化的职业，他们负责设计、构建和维护航空航天器。
在航天器设计中，数据传输技术起着至关重要的作用。
本文将讨论航天器数据传输技术在航空航天工程师的工作中所起的关键作用。
一、航天器数据传输的重要性航天器是一个复杂的系统，它需要处理和传输大量的数据，包括航天器的状态信息、仪器测量数据、图像和视频等。
这些数据对于观测航天器的运行状态、执行任务的有效性以及科学研究的进展至关重要。
航空航天工程师需要确保数据能够快速、可靠地传输，以便做出正确的决策和调整。
二、无线数据传输技术1. 射频通信技术航天器通常使用射频通信技术来进行数据传输。
这种技术通过无线电波将数据传输到地面站点或其他航天器，实现远距离通信。
航天工程师需要设计合适的射频系统来确保数据传输的稳定性和安全性。
2. 高频率通信技术有时，航天器需要将数据传输到地球上的特定目的地，例如地面站点或其他卫星。
在这种情况下，航空航天工程师可能会使用高频率通信技术，如Ka波段通信，以实现高速数据传输和长距离通信。
三、有线数据传输技术1. 数据总线对于航天器内部的数据传输，航空航天工程师通常会使用数据总线来连接各个子系统和设备。
数据总线可以传输多种类型的数据，如指令、传感器数据和控制信号等。
它们可以提高数据传输的可靠性和效率。
2. 串行通信接口与数据总线不同，有些系统要求高速、高带宽的数据传输。
在这种情况下，航天工程师可能会使用串行通信接口，如以太网或光纤通信。
这些接口能够快速传输大量的数据，确保航天器内部各个子系统之间的高效通信。
四、数据传输安全性与可靠性航天器的数据传输必须具备高度的安全性和可靠性。
航空航天工程师需要采取各种措施来确保数据的保密性，避免被未经授权的人获取。
此外，他们还需要设计冗余系统，以防止单点失效导致数据传输的中断。
五、航天器数据传输技术的挑战和未来发展趋势1. 高速传输需求随着科技的进步和航天任务的复杂性增加，航天器对数据传输速度的需求也越来越高。
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。
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航空航天数据总线技术发展综述（一）
70年代以来，随着微电子、计算机、控制论的发展，使得航空电子系统的
发展更为迅速。
1980年美国专门制定了军用1553系列标准和ARINC系列标准，使数据总线更加规范化。
目前自动化程度较高的军、民用飞机，如F-16、F-117、幻影2000、空中客机A340等都采用了数据总线技术。
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，本文针对具有代表性的总线标准，包括MIL-STD-1553B、ARINC429、MIL-STD-1773、ARINC629、STANAG3910、RS485及CAN总线技术进行介绍。
-STD-1553B
MIL-STD-1553B总线全称为飞行器内部时分命令/响应式多路数据总线,它
由美国自动化工程师协会在军方和工业界的支持下制定,正式公布于1978
年,1986-1993年进行了修改和补充。
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,传输数据率可达1 Mb/S，足以满足第三代作战飞机的要求。
1553B总线系统主要由总线控制器BC和远程终端RT和组成，其字长度20bit，数据有效长度为16bit，半双工传输方法，双冗余故障容错方式，传输媒介为屏蔽双绞线，1553B总线的冗余度设计，提高了子系统和全系统的可靠性。
1553B总线的主要功能是为所有连接到总线上的航空电子系统提供综合化、集中式的系统控制和标准化接口。
该总线技术首先运用于美国空军F-16战斗机。
在过去的30年中,MIL-STD-1553B已成功地应用于多种战机,并且成功应用于其
它控制领域,如导弹控制、舰船控制等，在海军和陆军的武器和维护系统中已经开始采用1553B总线。
随着国防现代化的建设和武器系统的升级换代，我军也开始将1553B协议大量应用到武器系统的设计中。
2.ARINC429
ARINC429总线协议是美国航空电子工程委员会（Airlines Engineering Committee）于1977年7月发表并获得批准使用的,它的全称是数字式信息传输系统(DITS)。
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。
ARINC429广泛应用在民航客机中,如B-737,A310等,俄制军用飞机也选用了类似的技术。
我国与之对应的标准是HB6096-SZ-01。
ARINC429总线是面向接口型数据传输结构,总线上定义了2种设备,发送设备只能有1个,而接收设备却可以有多个。
发送设备与接收设备采用屏蔽双绞线传输信息,传输方式为单向广播式,调制方式采用双极性归零制三态码,传输数据率可达100 Kb/s。
ARINC429总线结构简单、性能稳定、抗干扰性强、具有高可靠性等优点。
_STD_1773
1988年,美国国防部发布了新的军用标准即MIL_STD_1773（飞机内部时分制指令/响应多路传输数据总线）,这个标准主要是对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。
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。
目前,MIL_STD_1773已发展到了双速率、高速度的阶段,其中,波音(Boeing)公司研制了基于MIL_STD_1773标准的双速率的收发器(具有1 Mb/s和20 Mb/s两种速率) ,其中1 Mb/s主要用于MIL_STD_1553B总线,而20 Mb/s主要用于高速数据传输。
4.STANAG 3910
在20世纪90年代初,北约(NATO)在研制欧洲新一代战机时,提出了一种新的数据总线欧洲标准即STANAG3910,这种标准主要是用来改进机载数据总线的传输速率,以适应新一代战机的发展要求。
STANAG3910也是一种指令/响应协议,采用双速率传输总线结构。
高速通道具有20 Mb/s的传输速率,以满足现今绝大多数战机航电子系统之间高速通信的要求,而低速率的MIL-STD-1553B通道主要控制高速率的通信。
使用相同的传输介质可以连接STANAG3910系统和
MIL-STD-1553B系统,这样就可以很方便地对MIL-STD-1553B系统进行升级改进,并且20 Mb/s的高速通道既可采用光纤也可采用同轴电缆作为其传输介质。
使用STANAG3910可以非常有效地对现有MIL-STD-1553B系统进行升级,以提供高传输速率来满足未来战机的发展需要。
这样就可以提高MIL-STD-1553B系统的使用寿命,在新一代战机所要求的高速数据总线和航空电子系统通信稳定性(使用
MIL-STD-1553B总线的系统性能非常稳定)上取得较好的结合点。
事实上,欧洲2个军用战机项目均使用了该总线技术,如:英国、德国、意大利、西班牙联合开发的欧洲战斗机(EFA)以及法国单独研制的RAFALE战斗机。
5.RS485总线
RS485 是串行数据接口标准，由电子工业协会(EIA)制订并发布的，它是在RS422 基础上制定的标准，RS485标准采用平衡式发送，差分式接收的数据收发器驱动总线，其最高传输速率为10Mbps。
RS485 为总线式拓扑结构，在同一总线上最多可以挂接32个节点。
RS485 有两线制和四线制两种接线，四线制只能实现点对点的通信方式，现已很少采用。
在监控装置的RS485 通信网络中采用
的就是这种主从通信方式，即一台上位机（主机）带多个传感器（从机）的控制方式。
RS485 总线接口作为多点、差分数据传输的电气规范，现已成为业界应用较为广泛的标准通信接口之一。
RS485串行数据总线具有结构简单、价格低廉、通信距离和数据传输速率适当等优点使其在工业控制领域、汽车、舰船系统中得到广泛应用。
6.ARINC629
ARINC629总线是波音公司为民用机开发的一种新型总线数字式自主终端存取通信(digital autonomous terminal access communications,DATAC),这种总线技术在ARINC429的基础上，结合1553B的优点开发出来的，其总线传输率为2 Mb/s,线性拓扑结构,基本能满足现代航空电子系统高速数据的传输要求。
与1553B相同，它也采用了双向传输，传输时采用曼彻斯特码II型双相电平码，而且还进一步使用量电流型耦合器。
与1553B所不同的是，它不再采用集中式控制，因而无需总线控制器，不存在又要总线控制器失效而造成全系统瘫痪的问题。
比较而言,ARINC629具有自主控制、可双向传输、连接简单、“插入式”兼容等特点，因而在波音-777上得到了广泛的应用,成为机上信号处理、航空电子系统、动力系统、飞机构架系统及自动驾驶仪通信的基础。
可以说，ARINC629总线的推出以及在B777飞机上的应用将使用数据总线技术的发展进入一个新的时代。
7.CAN总线技术
CAN(控制器局域网)总线是当前现场总线具有代表性的一种总线，是一种有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络。
CAN总线是德国Bosch公司从20世纪80年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议，它是一种多主总线。
其通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维，通信速率可达1Mbit／s。
CAN总线通信接口集中了CAN协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余校验、优先级判别等工作。
航空航天领域使用的总线系统要求具有很高的实时性、可靠性和抗干扰性能等，CAN总线自身存在的一些问题限制了它在这一领域的应用：①不可预测性。
CAN总线采取多主竞发的形式，当遇到总线多个节点要求发送时，此时只有发送具有最高优先权帧的节点变为总线主站。
在极端情况下，具有较低优先权的报文可能在相当长一段时间内无法抢占发送权，报文延迟时间不可预知。
②信道出错堵塞。
在节点有可能受干扰或其他原因暂时或永久失效时，出错的主机会命令CAN收发器不断发送报文。
该信息的格式等均合法，因此CAN没有相应的机制来处理这种情况。
根据CAN的优先权机制，比它优先权低的信息就被暂时或永久堵塞。
③系统冗余支持。
CAN是单条总线，而在航空航天领域的应用中，为满足苛刻的可靠性要求多采用双冗余甚至多冗余总线的方式。
CAN本身并不包括像数据
描述、站地址、连接导向协议等项目。
它只规范了ISO／OSI7层标准模型中的数据链路层和物理层，因此，必须通过开发CAN的较高层协议来解决这些问题。
8.结语
航空航天电子系统选用数据总线需要综合考虑通信速率、可靠性、抗干扰、兼容性、可扩展等要求,MIL-STD-1553B、ARINC429、MIL-STD-1773和ARINC629等数据总线技术,由于具有以上优点,在航空航天领域得到了非常广泛的应用。
但随着技术的发展,通信速率达到数百兆以上的设备大量出现，以上介绍的数据总线技术已不能满足新型航空航天飞行器的发展要求，迫切需要新的技术支持，相关内容将在“航空航天数据总线技术综述（二）”中介绍。