基本介紹
- 中文名：1553
- 屬於：MILSTD1553B匯流排
- 源於：美國軍方
- 分類：是設備間傳輸的協定
介紹,1553b匯流排,1553B匯流排的特點,1553B匯流排訊息傳輸機制,1553B匯流排在武器通信中的套用,虛擬儀器板卡系列,
介紹
1553b匯流排
又稱MILSTD1553B匯流排，是美國軍方專為飛機上設備制定的一種信息傳輸匯流排標準，也就是設備間傳輸的協定。而每個國家根據本國的情況，並參考美國的標準制定出自己的匯流排協定。而相關的公司又根據本同的協定標準開發出相應的匯流排接口模組。
1553B匯流排的工作頻率是1 Mb/s 。採用曼徹斯特II碼，半雙工工作方式。主要的硬體部分為匯流排控制器（BC）、遠端終端（RT）和匯流排監控器（MT）。一般情況下，這3部分通過1個多路匯流排接口（MBI）來完成。可把MBI嵌在計算機內。該匯流排有10種訊息格式。每個訊息至少包含2個字，每個字有16個訊息位，1個奇偶校驗位和3個位長的同步頭，所有的訊息字都採用曼徹斯特II碼構成。
(1)匯流排控制器（BC）
他是在匯流排上惟一被安排為執行建立和啟動數據傳輸任務的終端。
(2)遠程終端(RT)
他是用戶子系統到數據匯流排上的接口，他在BC的控制下提取數據或吸收數據。
(3)匯流排監控器（MT）
他“監控”匯流排上的信息傳輸，以完成對匯流排上的數據源進行記錄和分析，但他本身不參與匯流排的通信。
MIL-STD-1553B技術背景
MIL-STD-1553是“飛機內部時分制指令/回響式多路傳輸數據匯流排”的代稱，為美國軍用標準。上世紀 60 年代時，由導航/平顯/武器瞄準系統（INS/HUD/WACS）組成的綜合火控系統，配上遠距空射武器，使戰鬥機如虎添翼。但作戰信息數據總量暴漲，而設備間接口各異，互聯協同難度大，成為作戰效能的瓶頸。同時，由於缺乏統一標準，開發、維護和改進的成本不斷上升。於是 1973 年後，美軍方先後公布 MIL-STD-1553A（USAF）標準和 1553B 改進標準。粗略的說，單個機載電子設備就類似於計算機區域網路 LAN 中的單個計算機，1553 標準類似於通信協定，堪稱現代作戰飛機電子系統的“脊梁骨”。其核心就在於“標準”二字。有了1553B，雷達光電探測、導航、本機感測、座艙顯示、外掛管理和火控計算機等得以完美的聯結綜合，構成了第三代戰鬥機標誌性的分散式集中控制系統。F-16A 是採用 1553A 標準的第一種作戰飛機。 以雷達為例，之前提到的先進的人機界面，需要火控雷達具有複雜的對外接口，同時脈衝都卜勒雷達又需要強大的內部接口進行處理運算。如果沒有1553B這樣先進的匯流排，這兩個接口的性能都要大打折扣。
1553B匯流排的特點
1553B匯流排是一種集中式的時分串列匯流排，其主要特點是分布處理、集中控制和實時回響。其可靠性機制包括防錯功能、容錯功能、錯誤的檢測和定位、 錯誤的隔離、錯誤的校正、系統監控及系統恢復功能。採用雙冗餘系統，有兩個傳輸通道，保證了良好的容錯性和故障隔離。綜合起來1553B匯流排有以下幾個特點：
2、是合理的差錯控制措施和特有的方式命令，為確保數據傳輸的完整性，1553B採用了合理的差錯控制措施――反饋重傳糾錯方法。當BC向某一RT發出一個命令或傳送一個訊息時，終端應在給定的回響時間內發回一個狀態字，如果傳輸的訊息有錯，終端就拒絕發回狀態字，由此報告上次訊息傳輸無效。而特有的方式命令不僅使系統能完成數據通訊控制任務，還能檢查故障情況並完成容錯管理功能。
3、是匯流排效率高， 匯流排形式的拓撲結構對匯流排效率的要求比較高，為此1553B對涉及匯流排效率指標的某些強制性要求如命令回響時間、訊息間隔時間以及每次訊息傳輸的最大和最小數據塊的長度都有嚴格限制。
4、是具有命令/回響以及“廣播”通訊方式，BC能夠以“廣播”方式向所有RT傳送一個時間同步訊息，這樣匯流排上的所有訊息傳輸都由匯流排控制器發出的指令來控制，相關終端對指令應給予回響並執行操作。這種方式非常適合集中控制的分散式處理系統。但1553B 匯流排價格高昂，限制了它在工業領域的普遍性套用。
電氣特性
MIL-STD-1553B標準中規定了兩種耦合方式，一種為直接耦合短接方式，另一種為變壓器耦合短接方式。
數據格式
1553B匯流排訊息傳輸機制
1553B匯流排上的信息是以訊息(Message)的形式調製成曼徹斯特碼進行傳輸的。每條訊息最長由32個字組成，所有的字分為三類:命令字、數據字和狀態字。每類字的長度為20位，有效信息位是16位，每個字的前3位為單字的同步字頭，而最後1位是奇偶校驗位。有效信息(16位)及奇偶校驗位在匯流排上以曼徹斯特碼的形式進行傳輸，傳輸一位的時間為1 uS(即碼速率為1MHz)。同步字頭占3位，先正後負為命令字和狀態字，先負後正為數據字。
在這三種類型的字中，命令字位於每條訊息的起始部分，其內容規定了該次傳輸的具體要求。狀態字只能由RT發出，它的內容代表RT對BC發出的有效命令的反饋。BC可以根據狀態字的內容來決定下一步採取什麼樣的操作。數據字既可以由BC傳輸到某RT，也可以從某RT傳輸至BC，或者從某RT傳輸到另一RT，它的內容代表傳輸的數據。
訊息是構成1553B匯流排通訊的基本單位，如果需要完成一定的功能，就要將多個訊息組織起來，形成一個新的結構叫做幀(Frame)。幀的結構見圖2。在圖中，完成一個訊息的時間稱為訊息時間，兩個訊息之間的間隔稱為訊息間隔時間，完成一個幀的時間稱為幀時間。在實際套用中這三種時間都是可以編程設定的。
1553B匯流排在武器通信中的套用
基於軍事上的需要，現在武器上的電子設備不斷增加，如何將電子設備加以有效的綜合，從而使之達到資源和功能的綜合已成為武器發展的必然要求。武器綜合電子系統的基礎就是採用數據匯流排結構，利用數據匯流排使處理機（包括硬體和軟體）、信息傳輸以及控制顯示3個分系統為各種任務所共用。這樣就具有以下優點：減少武器設備體積和重量，提高武器系統可靠性，降低成本等。現代武器對本身通信系統的要求一般有以下幾點：
一是能有效實現各子系統之間的數據傳輸，且滿足特定的通信特性;
二是通信子系統相對獨立地工作，對套用軟體儘可能透明，且占用主機的時間儘可能少。
三是通信系統靈活，易於修改。
四是通信子系統具有較強的抗干擾能力。
而1553B匯流排的優良性能恰好能滿足上面幾點要求，從而使其在現代武器系統中得到了越來越多的重視，已成為戰車、艦船、飛機等武器平台上電子系統的主要工作支柱。
航空電子系統通常包括十多個機載計算機子系統，如何有效的實現各子系統之間的數據通信對整個航空系統的成敗無疑起著關鍵性的作用。自1973年美國公布了軍用標準MIL－STD－1553B匯流排後，它就迅速的被套用於空軍，在F－16、F－18、B－1和AV－SB等多種飛機上得到套用。
目前世界上可以作為軍用標準和專門的艦用戰術數據匯流排有許多種，但使用的最多的還是當推美國的MIL－STD－1553B。1553B的傳輸介質有同軸電纜、禁止雙絞線等，通過變壓器藕合或直接藕合方式把終端藕合到匯流排上去。這種數據匯流排的傳輸速率、傳輸距離、遠程終端數，能較好的滿足各類中小型艦艇以及潛艇系統通信的要求，故套用十分普及。
軍用車輛及各類戰車作為陸軍地面武器的作戰平台，經常工作在強振動、高噪音、粉塵多，溫度變化大的惡劣環境中。因此，其內部電子設備間的數據通信要求通過嚴格的故障檢測，以達到較高的可靠性、殘存性和容錯能力。在實時性方面，動力系統一體化控制要分別對發動機和變速器進行控制，二者之間的數據通信要求一條訊息的最大回響時間一般極短，這樣才能實現對發動機和變速器的實時控制，從而提高整個動力系統的綜合性能。此外，還有一些對數據通信的特殊要求，如協定簡單性、短幀信息傳輸、信息交換的頻繁性、網路負載的穩定性、高安全性和性價比高等。1553B匯流排具有很高的可靠性和很好的實時性，對於動力傳動一體化控制這種數據通信種類多、數據量大、實時性要求較高、網路節點少的系統，1553B匯流排比現有的絕大多數匯流排具有更多的性能優勢。
1553B匯流排在武器通信系統套用中的關鍵技術一般有以下幾條：
三是匯流排表。匯流排表是指一個周期內所有可能傳輸的匯流排命令集。根據武器平台的控制要求，確定一個周期內傳輸的命令和訊息佇列，按照大小周期劃分時間片，對訊息佇列進行排序和最佳化，使匯流排負載達到平衡，提高匯流排的利用率和數據傳輸的實時性。
虛擬儀器板卡系列
EP-H31580(MIL-STD-1553B協定晶片）
EP-H6273E PCI 1-4通道EBR-1553通訊模組
EP-H5273 cPCI/PXI 1-4ChMIL-STD-1553通訊模組
EP-H9273 PCMCIA單通道MIL-STD-1553通訊模組
EP-H7273 PC/104-Plus 1-4通道MIL-STD-1553通訊模組
EP-H31580 MIL-STD-1553 協定晶片
EP-H8273 4CH MIL-STD-1553B+16T/16R ARINC429
EP-H6273 PCI 1-2通道MIL-STD-1553通訊模組
EP-H7273I PC/104 1-4通道MIL-STD-1553通訊模組
EP-H2273 RS-422/MIL-STD-1553通訊模組
EP-H5200航電綜合測試模組
EP-H1273 USB接口MIL-STD-1553/ARINC 429通訊模組
EP-H8200 1553B/429/串口/CAN/DA/IO 多功能多協定VXI模組
EP-H6200 1553B/429/串口多協定通信PCI模組(新)
EP-H7273A 輸出電壓可調1553B PC104+模組（新）
ARINC429系列
EP-H6272 PCI 16T/R ARINC429通訊模組
EP-H5272 cPCI/PXI 16T/R ARINC429通訊模組
EP-H3280 ARINC429晶片
EP-H7272 PC/104-PlusARINC429通訊模組
EP-H7272-I PC/104 8T/8R ARINC429通訊模組
EP-H9272 PCMCIA 4T/4R ARINC429通訊模組
EP-H5272A 16T/16R Arinc429通信模組(新)
多串口通信類產品
EP-H7279 2CH高速PCM輸出+1CH IRIG-B時碼接收
EP-H6276 16CH全異步RS-232/422 PCI串口通信模組
EP-H6275 LVDS通訊接口PCI模組
EP-H8276 16通道程控設定通信模組
EP-H6276C 雙通道HDLC PCI通訊接口模組
EP-H5275 cPCI/PXI LVDS通訊接口板（新）
EP-H6278 雙通道CAN匯流排通信PCI模組（新）
高速數據採集類產品
EP-H5023 128KSPS16-Bit 8Ch帶DSP數據採集模組
EP-H5025 10MSPS 14Bit 4Ch數據採集模組
EP-H5033 64SE/32DI數據採集模組
EP-H8028 100MSPS 8Bit 4Ch數據採集模組
EP-H8033 100KSPS 16Bit 64Ch數據採集模組
EP-H2331 多功能數據採集、存儲和控制模組
EP-H6110 1000MSPS 8Bit 1Ch數據採集模組
EP-H7033P 模擬電壓採集PC104+匯流排模組（新）
EP-H5022 8CH ADC+8CH ICP輸出數據採集卡
EP-H5224 16CH光電隔離數字I/O
EP-H5331 100KSps16Bit16CH數據採集卡
EP-H6024A 1MSPS12-Bit 8Ch數據採集模組
EP-H6027A 64MSps ADC+DDC+DSP採集卡
EP-H6279 1CH GPS接收模組
EP-H2332A 多功能數據採集、存儲和控制模組（新）
EP-H5024B 2MSPS 14-Bit 4CH數據採集模組（新）
EP-H2332多功能數據採集、存儲和控制模組（新）
EP-H6331 AD/DA/IO多功能PCI模組（新）
EP-H7026P 40MSPS ADC數據採集PC104+模組（新）
激勵源信號發生器系列
40MSPS12-Bit 2Ch任意波形發生器模組
16-Bit 8Ch 模擬輸出模組
EP-H5178 高速模擬信號發生器cPCI/PXI模組（新）
EP-H5172 16_Bit 8Ch模擬輸出模組
EP-H5172B 電壓/電流模擬輸出/TTL/IO/計數器cPCI/PXI模組（新）
EP-H7171P 40MSPS任意波形發生器PC104+模組（新）
開關/數字量模組系列
EP-H5131 32交叉點繼電器陣列開關模組
EP-H5132 16通道5A、A型繼電器開關模組
EP-H6121A 64通道隔離開關量I/O PCI匯流排模組
EP-H6121C 32通道隔離離散量輸入/輸出PCI匯流排模組
EP-H7141I PC/104匯流排大電流多通道繼電器輸出模組（新）
EP-H7142I TTL 數字匯流排模擬PC104模組（新）
EP-H5144 36通道大電流輸出cPCI/PXI模組（新）
EP-H5121A 64CH開關量輸入/輸出模組（新）
EP-H5121B 64CH混合型開關量輸入/輸出模組（新）
EP-H5122C 頻率/周期/計數器cPCI/PXI模組（新）
EP-H5123 時鐘驅動卡（新）
EP-H5141 96CH光離散量輸出模組（新）
EP-H5142 96CH光電隔離輸入模組（新）
EP-H5143 96CH光電隔離離散量I/O模組（新）
EP-H7122P I/O+Counter PC104+模組（新）
EP-H7224P 光電隔離/數字IO/計數器/協定數據接收PC104+模組（新）
定製類產品
EP-H2632 線纜測試板卡（新）
EP-H2633 信號調理板卡（新）
EP-H1275 多接口LVDS匯流排記錄儀（新）
航空機載通用採集系統
火炮綜合參數自動化測試系統
控制棒驅動線檢測系統
GPIB匯流排儀器採集與控制系統
航空數據採集器
機載/艦載計算機（EP-H5900系列）（新）
±28V輔機電源控制台（新）
輔機電源總成工況試驗台（新）
通用電氣檢驗工裝台（新）
攜帶型地面測試儀（新）
機載高速大容量固態數據記錄器（新）
MIL-STD-1553B匯流排測試分析儀(新)
攜帶型掛架測試儀(新)
機載分散式數據採集系統（新）
航電採集記錄器(新)
控制/多功能模組
EP-H2231 多功能採集、存儲、控制模組
EP-H2270多功能處理器模組
EP-H5306 頻率計數/PWM/IO/視頻多功能cPCI/PXI模組
EP-H2831Ai多功能接口板（新）
