航空航天数据总线技术发展综述
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。
航空航天技术的发展趋势和应用场景
航空航天技术的发展趋势和应用场景航空航天技术作为现代科技领域的重要分支，一直以来都备受人们的关注。
而随着科技的不断发展，航空航天技术也在日新月异地推陈出新。
本文将从发展趋势和应用场景两个方面为大家介绍航空航天技术的最新发展情况。
一、发展趋势1. 数据化智能数据化智能是当今科技领域的主流发展趋势，而在航空航天技术中同样如此。
目前，许多先进的航空航天技术都依赖于数据化智能的支持，比如飞行控制、导航、机载系统等，这些技术能够提高飞行的安全性和效率。
未来，数据化智能将成为航空航天技术发展的核心。
随着人工智能和大数据技术的不断发展，更加智能化的航空航天技术将会不断涌现。
2. 新型材料材料技术一直是航空航天技术的重要支撑，而新型材料的不断涌现，将使得航空航天技术发展的速度更快。
比如新型复合材料可以大幅减轻航空器的重量，并且具有更好的强度和耐久性。
此外，纳米材料的应用也将会有所提高，例如纳米图案的制备、纳米共振器的制备等，这些技术将使得未来的航空航天设备更加轻量化，同时又能保证足够的稳定性和功能性。
3. 绿色化全面推进绿色化是当今社会发展的大趋势，而在航空航天领域也不例外。
未来，绿色化的航空航天技术将成为行业的重要发展方向。
绿色化技术主要是指在航空航天设备的使用过程中减少污染物的排放，同时提高能源的利用效率。
比如，太阳能是一种无限、无污染的能源，未来将会在航空航天设备的能源供应方面得到更广泛的应用。
二、应用场景1. 无人飞行器随着无人飞行器这一技术的不断成熟，它已经成为航空航天技术的新热点。
无人飞行器具有可编程化、智能化等特点，可以广泛应用于战争、民用、科研等领域。
例如，无人机可以用于进行大面积植物的监测、精确施药等工作，大大提高农业生产的效率。
此外，无人飞行器还可以用于海洋调查、灾害救援、环境监测等领域。
无人飞行器将会成为未来的发展方向，其应用场景也将会更加广泛。
2. 空间站建设从国际空间站到华为发射的一系列卫星，都标志着人类航空航天技术正进入一个崭新的时代。
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。
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。
新一代航空航天数据总线发展概述
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北京旋极信息技术股份有限公司
新一代航空航天数据总线发展概述
1 整体发展趋势
伴随航空和航天电子技术的飞速发展，航空及航天电子系统构造变的更加复杂，整 个系统的数字化信息量急剧增加，传统的 ARINC429，Mil-STD-1553B，CAN，RS232， RS485 等总线已经不能满足新型航空及航天电子系统的技术总体设计需求， 因此目前传 统的总线技术正逐步被新一代航空数据总线技术所替代， 目前国外新型的商业和军用航 空航天项目中的电子系统采用的总线已经开始转向光纤通道(Fiber Channel)、航空电子 全双工交换式以太网(AFDX)、 SpaceWire、 Time-triggered Protocol （TTP） 和 Time-triggered Ethernet（TTE） 。新一代总线技术相比于传统的总线具有非常明显的技术优势，它可以 提供更高带宽、更高可靠性和低延迟性，能够很好的满足新一代航空航天电子系统的技 术设计要求。目前国内航空航天电子系统的总线技术还停留在传统总线的技术范畴之 内， 对于我们提到的新一代航空航天总线总体来说还处于预研和调研阶段，目前国外对 一些新型总线技术的应用已经很成熟， 因此国内航空航天研制单位如果想发展下一代航 空航天新型设备或型号研制时需要考虑新型总线技术的引进， 并采取依托传统总线技术 基础逐步引进和消化新型总线技术，以便实现在航空航天总线技术上的飞跃，满足新型 号研制的技术指标需求。
2 传统总线
目前国内型号广泛应用的总线有 ARINC429， Mil-STD-1553B， CAN， RS232， RS485 等总线，具体介绍内容如下：
2.1 ARINC429 总线
ARINC429 总线主要用于商业运输机的数据总线，采用点对点的单向传输方式，支 持传输速率 12.5kbps 或 100kbps，由于是点对点的连接方式，所以多个分系统之间相 互传输数据时需要多条数据总线，从而大大增加了机载电缆的数量，但其结构简单、可 靠性高，一条总线最多挂接不超过 20 个终端，该协议标准于 1977 年正式发布，到现在 已经有近 30 多年的历史，该总线在 Boeing 727-767，Air Bus 310-340，Bell 直升机 等机型上被广泛采用，目前国内航空航天研制单位对该总线技术掌握成熟，理解深入。
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。
航空航天技术的发展现状及未来趋势分析
航空航天技术的发展现状及未来趋势分析航空航天技术一直以来都是人们对科技进步的体现，它在不断推动人类文明的进步之中起着举足轻重的作用。
本文将对航空航天技术的发展现状及未来趋势进行分析。
一、航空航天技术的发展现状航空航天技术的发展经历了漫长而曲折的历程。
20世纪初，著名的莱特兄弟成功发明了第一架飞机，开创了人类航空领域的新时代。
此后，航空技术不断创新，飞机的速度、高度、载重能力都有了巨大的提高，民航运输事业也取得了长足的发展。
同时，在航天领域，人类还实现了从地球进入太空的壮举，载人航天器成为了航空航天技术的重要里程碑。
目前，航空航天技术在世界各地取得了重大突破。
航空方面，随着燃油效率的不断提高，飞机的燃油消耗大幅降低，环境友好的新型喷气式客机逐渐投入运营，这为航空业的可持续发展提供了保障。
航天方面，国际空间站的建设和运行为人类深入研究太空提供了有效平台。
此外，商业航天也逐渐兴起，私人公司参与航天事业，推动了航天技术的进一步发展。
二、航空航天技术的未来趋势分析1. 绿色航空环保意识的提高推动了航空航天技术向绿色化的方向发展。
未来，人们对飞行器燃油效率的要求将不断提高，同时也会对飞机排放的二氧化碳和噪音水平提出更高要求。
航空航天技术将致力于开发更节能、更环保的航空器，以减少对环境的影响。
2. 自动化与智能化航空航天技术的自动化发展势必是未来的趋势之一。
自动驾驶技术在航空领域也将得到广泛应用，这不仅能提高飞行安全性，还能减轻飞行员的工作负担。
同时，人工智能的快速发展将为航空航天技术带来更大的创新空间，例如机器人在航天领域的应用，将大大提高任务的效率和安全性。
3. 太空旅游与探索未来，太空旅游将从梦想变为现实。
随着航天技术的不断进步，普通人将有机会亲身体验太空之旅，探索太空的奥秘。
同时，人类对宇宙的探索也将日益深入，例如对其他星球的探测以及可能的移民。
这将成为航空航天技术未来最为激动人心的发展方向之一。
4. 航空航天与其他领域的融合航空航天技术的发展将与其他领域的融合不断加深。
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。
PXI总线技术
灵活性：PXI总线技术采用即插即用方式方便模块的安装和更换同时支持热插拔提高系统的可用性。
PXI总线技术的应 用案例
PXI总线在测试测量领域的应用案例
汽车行业：用于发动机、底盘和车身的测试 航空航天：用于飞机和卫星的测试与验证 电子设备：用于消费电子产品、医疗设备和工业控制系统的测试 通信设备：用于无线通信、网络设备和光通信设备的测试
未来展望：随着 技术的不断发展 PXI总线技术将 继续演进以满足 更高性能、更高 可靠性的测试需
求。
PXI总线技术的体 系结构
PXI总线的硬件体系结构
PXI模块：包括处理器机箱：提供模块插槽和电缆连接器用于安装模块和连接电缆。 PXI控制器：用于协调模块之间的通信和控制操作包括PXI定时/触发总线。 PXI系统电源：为整个PXI系统提供电源通常为每个插槽提供电源。
起源：PXI总线 技术起源于1980 年代最初是为了 满足航空航天领 域的高性能测试 需求而开发的。
发展历程：PXI 总线技术在1990 年代得到了进一 步的发展并逐渐 应用于汽车、通 信、电子等领域 的测试系统中。
标准化：PXI总 线技术经过多年 的发展已经成为 一种标准化的总 线技术并被广泛 应用于自动化测 试和测量领域。
传输层：负责数 据包的路由和传 输控制确保数据 在不同模块之间 正确无误地传输。
PXI总线技术的性 能指标
PXI总线的带宽和传输速率
PXI总线的带宽：通常 为250 MB/s可扩展至 500 MB/s
PXI总线的传输速率： 最高可达200 MB/s可 满足大多数应用需求
PXI总线的可靠性和稳定性
PXI总线技术的未 来发展
运载火箭数据总线技术发展概述
Ｏｖ ｅ ｒ ｖ ｉ ｅ ｗ ｏ ｆ Ｄｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｄａ ｔ ａ Ｂｕ ｓ
Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｉ ｎ Ｌａ ｕ ｎ ｃ ｈ Ｖｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ
Ｌ ｉ ｕ Ｈａ ｉ ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ， Ｙ ｕ ａ ｎ Ｗｅ ｉ ｊ ｉ ａ ， Ｔ ａ ｎ ｇ Ｑ ｉ ｎ ｇ ｂ ｏ ， Ｔ ａ ｎ ｇ Ｃ ｈ ａ ｏ
第１ ９卷
２ ０ １ ３年第 Fra bibliotek期 １ １ 月
载
人
航
天
Ｖｏ １ ．１ ９ Ｎｏ ． ６
ＮＯ Ｖ ． ２ ０１ ３
Ｍａ ｎｎ ｅ ｄ Ｓ ｐａ ｃ ｅ ｌｉ ｆ ｇ ｈｔ
运 载 火 箭 数 据 总 线技 术 发 展概 述
刘海光 ， 袁 维佳 ， 唐庆博 ， 唐 超
（ １ ． 中国运载火箭技术研究院研究发展中心 ， 北京 １ ０ ０ ０ ７ ６ ；
ｔ ｈ ｅ ｄ ａ ｔ ａ ｂ ｕ ｓ ｉ ｎ ｄ ｏ ｍｅ ｓ ｔ ｉ ｃ ａ ｎ ｄ ｏｒ ｆ ｅ ｉ ｇ ｎ ａ ｉ ｒ ｃ ｒ ａ ｆ ｔ ｓ ａ ｔ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｗ ａ ｓ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ ．Ｖａ ｒ ｉ ｏ ｕ ｓ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｅ ｈ ａ ｒ ａ ｅ —
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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 ，
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发展综述
航空航天数据总线技术发展综述综述170年代以来,随着微电子、计算机、控制论得发展,使得航空电子系统得发展更为迅速.198０年美国专门制定了军用1553系列标准与ARＩＮＣ系列标准,使数据总线更加规范化。
目前自动化程度较高得军、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得设计与使用经验,本文针对具有代表性得总线标准，包括ＭＩL-STD-15５3B、ＡRＩＮＣ429、MIL—ＳＴD—1773、AＲＩNC629、STＡＮAG3９10、RS48５及CAN总线技术进行介绍。
1、MＩL－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与工业界得支持下制定，正式公布于197８年,1986-1993年进行了修改与补充。
我国与之对应得标准就是GJB28９A－9７。
该总线采用冗余得总线型拓扑结构,传输数据率可达1 Mb/Ｓ,足以满足第三代作战飞机得要求。
15５3B总线系统主要由总线控制器BC与远程终端ＲＴ与组成，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 总线得冗余度设计,提高了子系统与全系统得可靠性。
１55３B总线得主要功能就是为所有连接到总线上得航空电子系统提供综合化、集中式得系统控制与标准化接口。
该总线技术首先运用于美国空军Ｆ-16战斗机。
在过去得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，在海军与陆军得武器与维护系统中已经开始采用1５53B总线。
随着国防现代化得建设与武器系统得升级换代,我军也开始将１55３B协议大量应用到武器系统得设计中。
２、AＲINC429ARINＣ429总线协议就是美国航空电子工程委员会(Aｉｒlines Enginｅｅring mittee）于１9７7年7月发表并获得批准使用得，它得全称就是数字式信息传输系统（DＩTＳ）。
新一代航空航天总线发展概述 20111020
新一代航空航天总线发展概述北京旋极信息技术股份有限公司冯晓旺蓝海文摘要：本文从传统总线和新型总线两个方面对主流的总线技术进行了基本介绍，通过对各种总线技术特点概括和总结，并结合将来航空航天领域实际技术发展和型号研制需要，集中总结了国内航空航天领域内应用的总线发展新趋势。
本文重点介绍了一系列新型总线技术，用以满足当前和未来航空航天领域更加复杂电子系统设计，解决目前国内航空航天领域电子系统总线设计的技术瓶颈。
关键词：航空航天；传统总线；新型总线1整体发展趋势伴随航空和航天电子技术的飞速发展，航空及航天电子系统构造变的更加复杂，整个系统的数字化信息量急剧增加，传统的RS232，RS485，CAN，ARINC429，MIL-STD-1553B等总线已经不能满足新型航空及航天电子系统的技术总体设计需求，因此目前传统的总线技术正逐步被新一代航空数据总线技术所替代，目前国外新型的商业和军用航空航天项目中的电子系统采用的总线已经开始转向光纤通道(Fiber Channel)、航空电子全双工交换式以太网(AFDX)、SpaceWire、Time-triggered Protocol（TTP）和Time-triggered Ethernet（TTE）。
新一代总线技术相比于传统的总线具有非常明显的技术优势，它可以提供更高带宽、更高可靠性和低延迟性，能够很好的满足新一代航空航天电子系统的技术设计要求。
目前国内航空航天电子系统的总线技术还停留在传统总线的技术范畴之内，对于我们提到的新一代航空航天总线总体来说还处于预研和调研阶段，目前国外对一些新型总线技术的应用已经很成熟，因此国内航空航天研制单位如果想发展下一代航空航天新型设备或型号研制时需要考虑新型总线技术的引进，并采取依托传统总线技术基础逐步引进和消化新型总线技术，以便实现在航空航天总线技术上的飞跃，满足新型号研制的技术指标需求。
2传统总线目前国内型号广泛应用的总线有RS232，RS422、RS485，CAN，ARINC429，MIL-STD-1553B等总线，具体介绍内容如下：2.1 RS232、RS422和RS485总线RS232、RS422和RS485均为比较传统的串行数据总线，最大速率不超过10M，这种传统的串行传输总线在国内航空和航天领域有着非常广泛的应用，是国内最为成熟的总线技术之一，鉴于此本文将不对这几种总线技术进行具体介绍。
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。
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航空航天数据总线技术发展综述综述170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。
1. MIL-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)。
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。
3. MIL_STD_17731988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. ARINC629ARINC629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。
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-STD1773、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。