實(shí)例分析1553B和ARINC429總線實(shí)時(shí)協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)

近年來，ГOCT18977、1553B和ARINC429已成為我軍機(jī)載設(shè)備間、飛機(jī)與導(dǎo)彈間數(shù)據(jù)通信所廣泛采用的總線標(biāo)準(zhǔn)。這種多種總線標(biāo)準(zhǔn)并存的情況帶來一系列問題：一是在地面維護(hù)過程中，需要測(cè)試不同總線標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù);二是不同總線標(biāo)準(zhǔn)之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換。因此如何實(shí)現(xiàn)地面檢測(cè)設(shè)備與多種不同總線標(biāo)準(zhǔn)機(jī)載設(shè)備之間的通信以及不同總線標(biāo)準(zhǔn)之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換成為必須解決的問題。本文針對(duì)某型飛機(jī)加掛某型導(dǎo)彈的實(shí)際應(yīng)用，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于μC/OS-Ⅱ的1553B和ARINC429總線實(shí)時(shí)協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
　　1 協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的需求分析和設(shè)計(jì)原則
　　1553B和ARINC429總線實(shí)時(shí)協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是某型飛機(jī)發(fā)射架的一部分，主要完成以下功能：（1）完成對(duì)導(dǎo)彈加溫、準(zhǔn)備和發(fā)射三個(gè)階段的實(shí)時(shí)控制;（2）在導(dǎo)彈準(zhǔn)備和發(fā)射階段，把1553B格式的飛行任務(wù)轉(zhuǎn)換成ARINC429格式，并發(fā)送給導(dǎo)彈; （3）在導(dǎo)彈準(zhǔn)備和發(fā)射階段，控制電源模塊輸出4路直流給導(dǎo)引頭;（4）完成對(duì)導(dǎo)彈故障的實(shí)時(shí)檢測(cè)，并上報(bào)給飛機(jī)。
　　顯然，該系統(tǒng)是一個(gè)典型的航空電子設(shè)備，因此，實(shí)時(shí)性和可靠性將是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求。同樣，簡(jiǎn)單化、模塊化也是設(shè)計(jì)中要遵循的思想。具體來說，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循下列幾個(gè)原則：（1）實(shí)時(shí)性強(qiáng);（2）可靠性高;（3）具有一定的擴(kuò)展性;（4）維修性好;（5）通用性好。
　　2 1553B和ARINC429協(xié)議分析
　　2.1 1553B總線協(xié)議［1-3］
　　1553B總線的正式名稱為“時(shí)分制指令/響應(yīng)式多路傳輸數(shù)據(jù)總線”（Time Division Command/ Response Multiplex Data Bus），是目前世界軍用飛機(jī)中應(yīng)用最廣泛的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。1553B高度的可靠性和靈活性使它在機(jī)載、艦載以及地面武器設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用，并逐漸應(yīng)用到民用領(lǐng)域。
　　1553B總線的基本操作要求是：總線系統(tǒng)信息傳輸?shù)目刂茩?quán)唯一歸總線控制器所有;總線系統(tǒng)的操作應(yīng)是指令/響應(yīng)型的異步操作;數(shù)據(jù)總線上的信息傳輸應(yīng)以半雙工方式進(jìn)行;數(shù)據(jù)總線上的信息流應(yīng)由消息組成;總線系統(tǒng)應(yīng)具有方式控制的能力。
　　1553B總線上只有3種字格式，分別是指令字、數(shù)據(jù)字和狀態(tài)字，如圖1所示。一個(gè)字的結(jié)構(gòu)為“同步頭+16位數(shù)據(jù)位+奇偶校驗(yàn)位”，總共20個(gè)位時(shí)。
　　
　　1553B總線上的消息格式數(shù)量有限，可以分為非廣播消息和廣播消息兩大類。非廣播消息有6種消息格式，廣播消息有4種格式，除了這10種消息格式之外，不應(yīng)使用任何別的消息格式。
　　2.2 ARINC429總線協(xié)議［4-6］
　　ARINC429總線是ARINC為航空電子系統(tǒng)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸而定義的航空工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其正式名稱為MARK33數(shù)字式信息傳輸系統(tǒng)DITS（Digital Information Transfer System）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，信號(hào)形式同ГОСТ18977。ARINC429 在國(guó)內(nèi)被稱為HB6096-86 數(shù)字信息傳輸系統(tǒng)。
　　ARINC429總線的一個(gè)數(shù)據(jù)字有32位，它們被分為5段，采用2的補(bǔ)碼小數(shù)記法編碼（BNR）或ISO5 號(hào)字母表數(shù)字子集編碼（BCD），其數(shù)據(jù)格式如表1所示。
　　
　　ARINC429的傳輸協(xié)議十分簡(jiǎn)單，是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸協(xié)議，解決了原來419 規(guī)范的許多矛盾和沖突。根據(jù)規(guī)范，其數(shù)字信息通過一對(duì)單向、差分耦合、雙絞屏蔽線傳輸，屬于串行通信，實(shí)現(xiàn)32比特字傳輸格式。