基于1553B总线的大规模信息系统设计问题研究

某大型航天器GNC系统应用1553B总线构建了其规模庞大的信息系统,在信息系统设计过程中产生了3个问题:超长总线下的稳定通信、应用层协议的设计、多条总线的管理等。对这3个问题开展研究,描述了3个问题的由来,给出了问题的解决方法,并验证了方法的实际效果。结果表明:总线中继的方法,有效解决了1553B总线在240 m长度下的稳定可靠通信问题;广播帧计数回传的应用层协议,节省了总线数据通讯开销、并提供了丰富的故障诊断信息;遍历寻优的总线管理策略,最大程度上发挥了多机多总线系统的容错能力。

《空间数据与信息传输系统航天器1553B总线通信协议》国家标准解读

1553B总线在我国已广泛应用于各式各类的航天器中,取得了丰富的应用实践经验积累。制定GB/T 43669—2024《空间数据与信息传输系统航天器1553B总线通信协议》是为了解决1553B总线在各型号任务中制定的应用通信协议不够一致、难以跨任务、跨组织重用的问题,解决与底层1553B总线协议衔接的标准化设计问题。该标准提炼总结了我国1553B总线在航天器上应用实践的共性设计,借鉴了ECSS-E-ST-50-13C写作风格和思路,兼顾了与其在概念上和设计上的衔接,有利于今后的国际合作。本文介绍了该标准制订的背景、目的意义,以及标准主要内容的编制思路。

多网络控制器FC-AE-1553动态带宽调度机制

由于航电系统通信需求的日趋复杂化,对基于FC-AE-1553组网的通信系统需要采用多网络控制器(NC)构建分布式网络环境,如何实施多个控制器之间的控制权分配,并解决跨域业务冲突的问题是其中的关键。为实现多NC协同调度,提出了一种主从NC协作的多NC动态带宽调度机制,采用并发通信方式提高网络带宽利用率,同时提升各类业务的传输保障能力。对于周期性业务采用固定时隙进行传输,对于强时效性突发业务采用抢占式带宽分配,对于一般突发业务按照“先跨域后域内”分别进行带宽分配。通过OMNeT++搭建FC-AE-1553网络仿真平台,结果表明:该调度机制可以满足多NC条件下不同类型通信业务的协同带宽分配和调度,对于周期性业务和强时效性突发业务,可以保障其实时性通信要求;对于一般突发业务,在网络负载不超过57%时也能为其提供合适的带宽进行传输。与单NC集中式相比,当网络负载大于0.5或跨域/域内业务比值大于0.8时,多NC控制具有较明显的时延优势。

运载火箭新一代遥测系统中FC-AE-1553总线技术应用研究

随着军用电子系统对网络实时性和确定性的要求越来越高,FC-AE-1553作为一种实时性强、确定性高的基于光纤通道的命令响应网络协议,已经越来越广泛地应用于航空电子环境的数据传输、飞行控制等领域。介绍了FC-AE-1553总线的基本特性,并以运载火箭遥测系统为背景,构建简单星形网络拓扑,采用FC-AE-1553总线协议为通信载体,验证FC-AE-1553总线技术在运载火箭遥测系统中的适用性。

基于FPGA的终端一体化1553B总线协议测试系统

MIL-STD-1553B(以下简称“1553B”)总线在飞机的航电系统中作用重要。为了摆脱对国外1553B协议芯片的依赖,研究设计了1款基于FPGA的终端一体化1553B总线协议测试系统。系统采用模块化的设计方法,使用Verilog语言进行代码编写,设计实现了4路1553B总线,每路实现了BC、RT、BM终端一体化,完整地实现了1553B协议的功能,并且实现了10种类型的故障注入。通过上位机测试对该系统进行了板级验证,测试结果表明:本设计实现了预期功能,相对于功能单一的1553B协议芯片,该系统极大提高了应用场景的灵活性和可靠性。

FC-AE-1553与MIL-STD-1553协议转换方案的设计

为了实现FC-AE-1553和MIL-STD-1553两种总线网络之间信息单元的准确传输,分析了当前航电系统的应用现状,描述了FC-AE-1553协议在总线应用方面的性能优势,提出了两种协议之间的转换方案,实现了两种信息单元格式之间的转换。在FC-AE-1553帧与MIL-STD-1553字相互映射关系的基础上,对协议转换方案进行了总体分析,并按照子功能进行了模块的划分。针对各个子模块,依据其运行机理给出了详细的设计流程。仿真分析结果表明,协议转换方案具有良好实时性能,具有很强的适应性。

基于双口RAM接收并处理1553B总线数据的方法研究

为了保证主机板和1553B板通过双口RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)进行1553B总线通信时的正确性和可靠性,提出了一种利用双口RAM接收并处理1553B总线数据的方法,用于实现1553B的BC(Bus Controller,总线控制器)功能。该方法对双口RAM中的地址按照子地址号进行地址分配,通过建立相同子地址序号的数据链表和建立环形缓冲区,完美解决了发送BC→RT(Remote Terminal,远程终端)报文时相同子地址数据覆盖和主机端发送的子地址序号顺序与1553B板端发送的子地址序号顺序不一致等问题。

基于FC-AE-1553总线协议的报文通信方法

提出一种FC-AE-1553总线协议报文通信方法,主控制器主机模块接收上位机控制指令并存储在消息队列中,主机模块中每次从消息队列中将实际接收到的上位机控制指令存储到主控制器可编程逻辑模块的堆栈中,并建立接收的控制指令序号和堆栈中控制指令序号的映射关系。可编程逻辑模块通过FC-AE-1553总线将该控制指令发送给桥接器模块,桥接器模块通过MIL-STD-1553总线向终端模拟器设备发送,避免出现控制指令被覆盖现象,节省了硬件资源开销,并显著提高了处理上位机控制指令的实时性和可靠性。该方法尤其适用于上位机每次发送的控制指令中涉及的RT地址和RT子地址不多,但上位机控制指令发送频率较快的情形。

FC-AE-1553高级特性介绍

FC-AE-1553是在光纤通道FC-4映射MIL-STD-1553B协议实现的,既具有光纤通道的优良网络性能,又具有MIL-STD-1553B的传统优势,被称为"吉比特的1553"。详细分析FC-AE-1553相对MIL-STD-1553B的不同之处,重点研究了FC-AE-1553的扩展特性,包括分布式控制,大文件传输,RDMA传输,以及与MIL-STD-1553B桥接等机制。

基于1553B总线某型导弹测试系统设计

阐述了采用NI Technology公司的PXI总线协议接口主机箱PCI-8196和Excalibur公司的EXC-1553PCI/MCH板卡,实现基于1553B总线某型导弹的总体测试设计方案。较为全面地分析了航空总线1553B的特点、体系结构、总线特性和协议,具体阐述了基于1553B总线某型导弹测控平台的设计思想、系统结构、关键设计流程和软件编制流程。系统的研制成功,降低了研制成本,满足了某型导弹的实验测试需求,也为后续型号相关测试设备的研制提供了很好的基础。

光纤通道与MIL-STD-1553B协议的兼容性设计

随着航空电子技术的发展,现在的航电主网络MIL-STD-1553B,其1Mbps带宽越来越不能满足高速数据交换的需求,以光纤通道来替代现有的航电网络成为重要的发展趋势,为实现系统的平稳升级,需要兼容传统的1553B设备;重点介绍了光纤通道与MIL-STD-1553B桥接的主要技术,并且给出了光纤通道兼容MIL-STD-1553B设备的软硬件设计方案,搭建了基于FPGA+HOLT1575的软硬件平台,验证了桥接设计方案的正确性与可行性,为MIL-STD-1553B总线到高速光纤网络的过度提供了设计参考。

基于VXI总线的1553B接口模块设计

对如何设计VXI总线的 15 5 3B接口模块进行研究 ,给出了模块的具体设计方法。

基于1553B的总线控制器的设计

近年来由于电子技术和计算机技术的飞速发展,数据总线技术也在不断的成熟和完善,1553B总线作为一种高可靠的总线技术不仅在军用上,而且在民用上都有了越来越广泛的应用。在简单介绍1553B数据总线协议的基础上,主要讨论了利用软件和PCCARD D1553板卡实现总线控制器的设计思想和方法,这种方法在不需要利用硬件实现总线控制器且开发周期要求较短的工程中是非常实用和有效的。

光纤通道中的1553总线技术

光纤通道是新一代网络和总线技术,具有兼容性好、延迟低、可靠性高、传输速度快和传输距离远等优点。本文具体介绍了光纤通道对MIL-STD-1553的兼容与系统综合。

基于HKS1553BCRT的1553B总线MBI模块的设计

1553B多路总线接口(MBI)模块是航电系统的通信基石,目前国内对1553B总线MBI模块的设计一般都是基于DDC/UT公司生产的协议芯片完成的,但是这些芯片设计周期长,投资大,应用起来也比较复杂。介绍了一种基于国内自主1553B协议芯片设计的1553B多路总线接口(MBI)模块。该设计功耗小、通用性强、解决了国内对国外重要元器件的单一依赖现状,目前已经得到了广泛的应用。

DSP在1553总线接口技术中的应用

介绍了基于DSP和 15 5 3协议芯片的总线接口电路设计。在硬件系统中采用了TI公司的高性能浮点运算信号处理器TMS32 0C32以及UTMC公司的UT15 5 3BBCRT协议处理器和UT6 3M 12 5总线收发器 ,同时采用了CPLD作为逻辑控制电路。该电路设计方案用于 15 5 3总线接口适配器的研制 。

可在未来航天器电子联网系统中应用的FC-AE-1553

简述光纤通道技术的主要特点 ;介绍基于光纤通道的FC AE 15 5 3协议的结构和性能 ,并对FC AE 15 5 3和传统的MIL STD 15 5 3进行比较 ;提出将FC AE 15 5

FC-AE-1553总线数据处理技术研究

随着航空电子技术的发展及综合化程度的提高,MIL-STD-1553总线在传输速率、带宽、允许终端数、实时性等方面开始显得力不从心,为了解决MIL-STD-1553所面临的瓶颈问题,引入FC-AE-1553总线并与MIL-STD-1553比较网络结构与信息构成,经比较得出FC-AE-1553在性能上比MIL-STD-1553更优。结合MIL-STD-1553总线数据处理的工程经验提出FC-AE-1553协议的数据处理方法。

光纤通道在基于MIL-STD-1553的航空电子系统网络中的应用

光纤通道作为新一代的航空电子系统通信网络技术,具有传输速度高、延时低、传输距离远和可靠性高等特性,高达4G bps的数据传输带宽,为其上层通信协议提供了一种通用的高速率的数据传输通道。FC-1553作为光纤通道上层通信协议之一,对MIL-STD-1553通信协议具有完全的兼容性,它继承了传统MIL-STD-1553通信协议的基本特征,实现了向光纤通道链路层的映射,从而扩展了通信网络的结构,提高了网络的通信能力。本文首先介绍MIL-STD-1553和光纤通道的基本特性,然后描述在光纤通道中对1553通信协议的映射,最后,提出了基于光纤通道和MIL-STD-1553的航空电子系统通信网络结构。

伽马暴偏振仪1553B终端设计

设计了基于51系列单片机控制的1553B RT(Remote Terminal)终端系统,用于伽马暴偏振仪(POLAR)与卫星平台TG-2号之间的科学数据、工程数据以及遥控指令的传输。设计中采用BU-65170芯片作为RT终端系统的1553B协议芯片。通过设计1套基于1553B功能板卡的BC(Bus Controller)模拟器,测试了POLAR 1553B RT终端系统的数据通讯功能。测试结果表明,所设计的基于51系列单片机控制的1553B RT终端系统数据通讯稳定可靠。