机载总线之MIL-STD-1553B数据总线介绍

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。
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 消 息 错 误
1 测 量
1 服 务 请 求
3 保留
1 广 播 指 令 接 收
1 忙 等 待
1 子 系 统 标 志
1 动 态 总 线 控 制 接 收
1 终 端 标 志
1 P
7.4.3 状态字
1 广 播 指 令 接 收
1 忙 等 待
1 子 系 统 标 志
1 动 态 总 线 控 制 接 收
1 终 端 标 志
1 P
7.4.3 状态字
（5）服务请求位 服务请求位为1表示RT有异步请求，BC在接收到 状态字后根据需要来决定是否响应该异步请求。下一 条消息的状态字服务请求位清零。
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 消 息 错 误 1 测 量 1 服 务 请 求 3 保留 1 广 播 指 令 接 收 1 忙 等 待 1 子 系 统 标 志 1 动 态 总 线 控 制 接 收 1 终 端 标 志 1 P
（4）测量位 测量位是为了区分状态字和命令字。测量位为0 表示状态字；测量位为1表示命令字 问题：这时候每个RT子地址有多少？
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 消 息 错 误
1 测 量
1 服 务 请 求
3 保留
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
16 同步头 数据
1 P
7.4.2 数据字
（2）数据 数据占16位，高位在前，低位在后，负数 采用补码形式，每一位是一个完整曼彻斯特码。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
16 同步头 数据
1 P
7.4.2 数据字
（3）奇偶位 奇偶位表示校验位，协议中规定是奇校验。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
16 同步头 数据
1 P
7.4.3 状态字
状态字由远程终端(RT)发出，总线控制器(BC) 接 收。由同步头、RT的地址位、消息差错位、测量位、 服务请求位、保留位、广播指令接收位忙等待位、子系 统标志位动态总线控制接收位、终端标志位和奇偶校验 位组成。
第二章MIL-STD-1553B数据总线介绍
2016/12/1
1.概述
MIL-STD-1553B数据总线全称是“飞机内 部分时制指令/响应多路传输数据总线”(Aircraft Internal Time Division Command/Respone Multiplex Data Bus)。 MIL-STD-1553是1973年公布的； MIL-STD-1553A是1975年4月公布的； MIL-STD-1553B是1978年9月公布的。
7.2信号调制方式
MIL-STD-1553B总线传输的曼彻斯特Ⅱ 型码调制信号。信号从高电平回归到低电平表 示逻辑状态1，信号从低电平回归到高电平表 示逻辑状态0。具体如下图所示：
1 1 0 1 0 0 0 1 0 1
1553B调制信号
（1）调制方式：串行数字脉冲 （2）传输速率： 1Mbps （3）字长度：字的长度为20位，数据有效长度 为16位，同步头3位，奇校验1位；传输顺 序先高后低。 （4）字类型：命令字、数据字、状态字 （5）通信方式：半双工 （6）码类型：曼彻斯特Ⅱ型码 （7）奇偶校验：奇校验 （8）传输基本单位：消息，每个消息最大长度为 32个字。 （9）状态响应时间大于4微秒且小于12微秒。
2.终端定义及类型
①
②
③
④
终端（Terminal）：连接数据总线与子系统之 间所必需的电子组件，终端可以是单独的可快 速替换的部件也可以包含在子系统部件内。 总线控制器（ Bus Controller，BC）：在数 据总线上被指定为执行建立和启动数据传输任 务的终端。 远程终端（ Remote Terminal，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。 总线监视器（ Bus monitor ，BM）：被指 定执行接收总线上传输的信息和提取经选择的 信息的终端。
7.4.1 命令字
（2）RT地址 RT地址对应于一个确定的远程终端（航电 子系统）。每个远程终端分配一个确定的地址。 RT地址占5位，所以理论讲一条总线上最多有 32个远程终端。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
5 同步头
1
5
5
1
远程终端地址 T/R 子地址/方式域 数据字计数/方式码 P
消 服 息 测 务 差 量 请 错 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
（2）RT地址 状态字中RT地址对应于命令字中的RT地址。 问题：远程终端把状态字当命令字是否会对总线的 消息传输带来问题？
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
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
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
Fra Baidu bibliotek
数据字计数/方式码 P
7.4.1 命令字
（6）奇偶位 奇偶位表示校验位，协议中规定是奇校验。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
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。
7.4.1 命令字
（3）收发位(T/R) 收发位(T/R)占一位，相对RT来讲， T/R=1，表示RT地址对应的RT发送数据； T/R=0，表示RT地址对应的RT接收数据；
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
5 同步头
1
5
5
1
远程终端地址 T/R 子地址/方式域 数据字计数/方式码 P
6.实时控制网络通讯协议基本特点
① 系统实时性：速度快 ② 效率高：新数据多，而没有用的信息尽量少，用时间 考核。 ③ 反馈重传纠错 利用反馈状态字判断这次消息是否正确完成。如果 没正确完成，这个消息就要重传。
④ 同步/异步 同步：时间同步，用广播命令完成； 这个时候有命令字，而没有状态字，反馈重 传纠错完成不了。 数据同步（周期数据） 异步：数据 数据分类：周期数据、事件数据、条件周期数据 数据传输中有BC->RT、RT->BC、RT->RT ⑤ 方式命令 除数据传输外，为了提高系统可靠性，引入方式 命令。 为了提高效率这个时候有命令字，可以没有数据字。
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
7.4.1 命令字
（5）数据字 数据字表示在数据传输中，每一条消息中 包含的16位数据字个数。 数据字占5位，每一条消息中最少一个数据 字，最多32个数据字。
7.4.1 命令字
（1）同步头 同步头由高到低 （判断命令字的依据）， 占3位，共3微秒，高电平1.5微秒，低电平1.5 微秒。整个同步头是一个完整的曼彻斯特码。
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5 同步头
1
5
5
1
远程终端地址 T/R 子地址/方式域 数据字计数/方式码 P
（1）同步头 同步头由高到低 ，占3位，共3微秒，高电平1.5微 秒，低电平1.5微秒。整个同步头是一个完整的曼彻斯 特码。 问题：在总线上如何区分命令字和状态字？
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 1 1 3 保留 1 1 1 1 1 1
7.4.1 命令字
（4）子地址
子地址，表示数据存放的位置，用一个数据块代表。 当T/R=1时，BC要求RT把存储器中，子地址开始 地方的数据发送到总线上； 当T/R=0时，BC要求RT把从总线上接收的数据， 存储到存储器中子地址开始地方。 子地址占5位，对应T/R=0或T/R=1， RT各有 32个数据块。
3.通讯方式
通讯方式：命令响应式 命令：总线控制器BC发出。 响应：状态，远程终端发出。 状态是否正常回来有以下情况： ① 状态在规定时间内回来（正常） ② 状态没回来 状态回来但超出规定时间（状态超时） 状态没回来（远程终端不存在或故障、通信线路故障） 所有信息（数据、状态）的传送一定要有命令来组织 管理。 正常情况下有状态字就一定有命令字，命令字和状态 字是成对出现的。
7.4.2 数据字
数据字由总线控制器(BC)或远程终端(RT)发出，远程 终端(RT)或总线控制器(BC) 接收，由同步头、数据位和奇 偶校验位组成。
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16 同步头 数据
1 P
7.4.2 数据字
（1）同步头 同步头由低到高（判断数据字的依据）， 占3位，共3微秒，低电平1.5微秒，高电平1.5 微秒。整个同步头是一个完整的曼彻斯特码。
6.实时控制网络通讯协议基本特点
注意
有命令字，而不见的有数据字； 有命令字，而不见的有状态字。 但是： 有数据字一定有命令字； 有状态字一定有命令字；
7.MIL-STD-1553B协议
7.1总线传输介质 MIL-STD-1553B数据总线的传输速率为 1Mbps，由两根传输DATA和/DATA信号的双绞 电缆组成，可供双余度甚至四余度终端使用，但 在大多数情况下，双余度总线已完全满足要求。
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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
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
7.4.1 命令字
注意： ① 当RT地址为全1（11111B）时，此命令表 示是广播命令，此时T/R=0。 ② 当方式域为全0（00000B），或全1 （11111）时，此命令表示是方式命令， 具体什么方式命令由方式代码决定。