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。

FC-AE-1553总线在箭载测量系统中应用研究

现代航天飞行器电子系统的设计已经向着高度综合化和以信息交换为中心的方向发展,同时随着我国航天数据通信系统对光纤总线技术越来越重视,以FC-AE为代表的光纤总线技术已经渗透应用到航天运载火箭、卫星、空间站和导弹武器系统等许多方面。数据通信总线已向着具有更高的信息传输速率、传输容量及适应性以及定向数据分配协议的新型高速数据总线发展,介绍了FC-AE-1553总线的基本特性,并以航天器测量系统为背景,构建总线简单环形拓扑结构,为系统典型设备设计FC-AE-1553总线接口模块,设计航天器系统工作模式和FC-AE-1553总线通信协议,并通过联试模拟航天器系统工作,仿真FC-AE-1553总线主要性能,验证FC-AE-1553总线作为航天器系统骨干总线的适用性。

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。

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。

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光纤总线技术在运载火箭测量系统的应用

运载火箭测量系统使用LVDS、RS422、1553B等总线接口,以混合应用方式构成了测量系统数据传输网络。随着运载火箭测量系统技术发展,高带宽传输、设备数据共享、电缆网轻质化等需求日益增长,测量系统亟需发展新型总线技术满足应用需求。FC-AE-1553光纤总线技术具有时间同步、高速传输、多冗余和多级网络级联等总线网络特点,能够应用于航空航天和船舶等高速高可靠应用领域。运载火箭测量系统采用FC-AE-1553光纤总线技术,在保证测量系统高可靠通信的同时,能够极大提升测量系统数据传输通信速率,实现测量系统高速信息传输。

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。

总线型FC-AE-1553网络结构及实时性分析

针对仲裁环型与交换式FC-AE-1553总线时间延迟不易确定的问题,提出了一种新的基于无源光网络的总线型FC-AE-1553结构。该结构采用下行广播、上行分时复用的传输机制,消息在总线上的传输时间延迟非常确定,方便用户根据时序严格编排总线任务,适合应用于航空航天等强实时要求的环境。

基于FPGA和B61580S3的1553B总线RT/MT功能的设计与验证

1553B总线协议因具有优越的实时性、高度的数据可靠性以及可同时挂载多个终端等优势,在国内航空航天领域的电子交互网络中得到广泛使用。文中基于B61580S3协议芯片内置的16位缓冲模式实现了MIL-STD-1553B总线功能。采用VHDL硬件描述语言为FPGA设计了总线接口控制电路,通过FPGA对协议芯片的控制以及协议芯片内部数据自动解析和强大的中断机制,实现了RT/MT功能;通过测试台上位机软件对设计的1553B总线接口的测试与验证,结果表明接口设计可靠,传输误码率低,有较高的应用价值。

基于FC-AE-1553总线的空天电子网络带宽动态分配机制研究

航空航天电子系统对信息交互网络的性能要求越来越高,提高航空航天电子系统总线带宽、增大允许接入终端数量、降低时延提升实时性是空天电子领域重要的研究方向之一。针对无源光网络PON结构下FC-AE-1553总线中存在的下行"一点对多点"的调度和上行"多点对一点"的信道共享冲突问题,设计了一种支持多业务QoS要求的网络带宽动态分配机制。仿真结果表明,该带宽分配机制在高速网络吞吐量376Gbps的条件下可保证很低的多业务传输时延<50μs。

基于RS 422与1553B总线的数据转换传输方案

工业控制领域中,RS 422总线与1553B总线都是会经常用到的数据传输总线。基于系统在项目研发后期提出的需求,显示设备需要通过1553B总线与数据采集设备进行通信,完成数据收发。但数据采集设备不具备1553B总线接口,它仅存在多路RS 422总线接口。基于该问题设计了一种总线数据转换设备。本文针对该总线数据转换设备对其总线数据转换传输方案进行设计,对周期、事件、条件数据包的数据收发格式进行处理。经试验验证,该方案能够有效保证总线数据传输的可靠性。

基于FMQL和HT-61843GB的1553B总线RT端的设计与实现

1553B总线有实时性好、抗干扰能力强、易于扩展等优点,在飞机、坦克、舰船、卫星等领域被大量应用。但实现1553B总线功能的模块关键器件基本采用进口器件,导致产品存在安全及市场卡脖子问题。为降低产品进口器件比率,促进国产芯片的发展,提出一种利用国产芯片FMQL和HT-61843GB实现1553B总线RT端的方法。采用国产芯片FMQL和HT-61843GB,通过Verilog编程,在Vivado开发环境上实现读写寄存器、读写内部存储器、接收BC发送的数据三部分实验验证,实现了1553B总线RT端功能。结果表明,该设计可实现关键器件国产化,提高1553B总线RT端模块国产芯片率,降低对进口芯片的依赖,对促进国产芯片的推广应用具有一定意义。

基于HKS289BRM的1553B总线通信接口设计

1553B总线因具备高可靠性、实时性和高稳定性等特点,而广泛用于航空和航天通信系统。设计了一种基于国产SOC处理器芯片的1553B通信接口模块,来满足系统对于通信接口国产化和小型化的需求。

一种1553B总线原理教学训练系统的设计与实现

随着高新技术的快速发展,设备更新换代的速度越来越快,对相关操作使用人员的素质要求也越来越高。由于部分使用人员缺少新知识学习,因盲操产生的设备事故时有发生。如何才能使操作人员尽快熟悉设备、深度掌握原理、精准故障定位是当前非常紧迫且现实的问题。而目前尚未发现有集原理训练、故障分析、离线学习、操作使用等功能于一体的1553B总线训练平台,本文主要介绍一种软硬件可裁剪的1553B总线原理教学训练系统组成、搭建流程及实现方式。

FC-AE-1553数据总线的特点及在航天领域的应用

MIL-STD-1553B总线被广泛运用于许多嵌入式系统,例如飞机、轮船、导弹、卫星等。但是随着科学技术的发展,当前的航空航天系统,武器系统的互连子系统的数量和复杂性不断增加,系统对高带宽、低延时数据需求愈发迫切,而光纤天然具有的高带宽、低延时的特点能够很好解决上述需求。除此之外,用光纤搭建的通信网络还具有灵活的拓扑结构、较远的传输距离、高抗电磁干扰等优点。FC-AE-1553的通信介质采用光纤,其各个节点之间的通信协议与MIL-STD-1553B高度相似,因此采用FC-AE-1553通信协议的新设备能够较好地兼容MIL-STD-1553B协议的传统设备。

1553B总线检查仪的测量不确定度分析

本文对1553B总线检查仪的输出特性开展了不确定度的评定,分别对直接耦合和变压器耦合两种状态给出了分析结果。输出特性中,对位传输速率稳定性、信号幅度、上升时间、过零稳定性等参数的不确定度进行了分析。通过本次分析,获得了总线检查仪输出特性的测量不确定度结果,为后续的校准建立了依据。

适用于车载网络的1553总线通信模块设计

随着无人驾驶技术的发展,汽车系统内部产生的数据规模已经非常庞大,车载网络中应用最广的CAN总线在未来很可能无法满足需求,而FC-AE-1553总线支持光纤传输,拥有极高的传输速率与可靠性,被广泛应用于军事领域。为将1553总线应用于车载网络,结合实时操作系统,设计了基于APSoC平台的总线通信模块。经过仿真与测试,该模块支持CAN通信与1553通信,并支持总线转换,满足设计要求。

一种1553B总线网络中通道故障检测方法

1553B是比较重要的机载有线网络总线之一,有线网络中线缆老化或者瞬时故障给正常稳定的通信带来一系列问题。因此基于1553B总线的特点,研究了1553B软件和硬件设计,结合通道线缆故障排查需求简化的要求,提出了一种使用软件实现故障检测的方法,实现了方便检测和快速定位故障位置的研究目的。