1553B总线详解
一、1553B总线及协议芯片简介
1.1、1553B总线简介
1553B数据总线具有双向输出特性，实时性和可靠性高，广泛应用在当代的运输机和相当数量的民航客机以及军用飞机上，航天系统也广泛的应用这一总线。
1553B总线的工作频率是1 Mb/s 。采用曼彻斯特II码，半双工工作方式。主要的硬件部分为总线控制器（BC）、远端终端（RT）和可选用的总线监控器（BM）。一般情况下，这3部分通过1个多路总线接口（MBI）来完成。可把MBI嵌在计算机内。该总线有10种消息格式。每个消息至少包含2个字，每个字有16个消息位，1个奇偶校验位和3个位长的同步头，所有的消息字都采用曼彻斯特II码构成。
1553B数据总线用的是指令/响应型通信协议。他有3种类型的终端，分别为：
(1)总线控制器（BC）
它是在总线上唯一被安排为执行建立和启动数据传输任务的终端。
(2)远程终端(RT)
它是用户子系统到数据总线上的接口，他在BC的控制下提取数据或接受数据。
(3)总线监控器（BM）
它“监控”总线上的信息传输，以完成对总线上的数据源进行记录和分析，但他本身不参与总线的通信。
1.2、调试芯片简介
本次1553B总线调试使用的芯片是一种二次集成的数模混合电路，采用80引线MCP陶瓷外壳封装(CQFP80)， 抗静电能力ESD≥1000V，为1553B总线通讯系统中的核心控制芯片，完成系统中的BC/RT/MT功能，用于通讯系统中核心数据的传输。
该设计是通过FPGA控制芯片完成1553B总线数据传输，使用了两种设计方案对芯片进行控制，一种是在FPGA内部将PCI总线的映射到芯片总线上，另外一种是通过FPGA去读芯片数据放在缓存当中，上位机再读取缓存中的数据，第二种方式速度更快。
芯片内部主要由6个部分组成，分别是收发器、编码/译码器、RAM存储单元、输入输出控制单元、数据缓冲单元和地址缓冲单元。大致内部结构图如下所示：
二、1553B总线工作原理
2.1、工作模式
1553B总线工作共3种模式，分别是BC模式、RT模式和MT模式。总线上一共有三种字，分别是命令字、数据字、状态字，总线字长20bit。
三种模式：
（1）BC(总线控制器)：发起总线访问，发送命令字、数据字。总线访问以命令字开始、状态字或数据字结束。
（2）RT（远程终端）：响应总线访问，响应状态字、数据字。
（3）BM（总线监视器）：监视总线访问，不发送任何消息字。
三种字长：
（1）命令字：同步头3bit（1.5bit高电平，1.5bit低电平）、RT地址5bit、接收发送标识位1bit（0表示BC-RT,1表示RT-BC）、数据字数量/模式代码5bit、奇偶校验位1bit；
（2）数据字：同步头3bit、数据位16bit、奇偶校验位1bit；
（3）状态字：同步头3bit、RT地址5bit、状态内容11bit（3bit保留）、奇偶校验位1bit；
2.2、通讯方式
基本消息传输类型：
- BC→RT（T/R=0）
- RT→BC（T/R=1）
- RT→RT（BC→RT+RT→BC）
衍生消息传输类型：
- 广播消息：RT地址=31
- 方式代码：子地址=0/31
BC→RT发送数据大致过程：BC先发出命令字，发送命令字后再发送数据字，RT在接收到数据帧后会回传一个状态字给BC（不得超过响应时间），表明RT接收完成;
RT→BC发送数据大致过程：BC发出命令字，RT响应一段时间后发送状态字和数据字；
在数据传输过程中1553总线采用的是曼彻斯特编码传输每一位，其中上升沿表示逻辑“1”，下降沿表示逻辑“0”，时钟使用的是1MHz时钟传输，如下图所示：
2.3、传输方式
传输方式主要是两种方式传输，分别是周期消息和偶发消息。
周期消息：
（1）按照一定的周期循环发送的消息，该周期称为帧周期。
（2）一个帧周期内可以发送多条消息。
偶发消息：在1553B总线通讯过程中，依据预先设定的条件，有且只有执行一次的消息。 两种偶发消息发送机制：
（1）有周期消息在执行：会在消息帧周期内依据消息执行情况择机发送偶发消息。
（2）没有周期消息执行：启动BC并立即执行该偶发消息。 文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-637142.html
2.4、耦合方式
在硬件上采用两种耦合方式：直接耦合和变压器耦合。现在大多数是采用变压器耦合进行1553B组网通讯。通过耦合可以更好的做到阻抗匹配以保证总线上波形不变形，同样也有抑制共模噪声的作用。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-637142.html
三、总结
- 模式：BC、RT、BM，总线访问总是由BC发起；
- 单功能与多功能；
- 基于字进行消息发送：命令字、数据字、状态字；
- 消息类型：BC→RT、RT → BC、RT → RT、广播、方式代码；
- 总线冗余：通过消息重试实现总线通讯BusA、BusB双冗余；
- 耦合方式：一般采用变压器耦合，短截线长度6米，最长距离 100米。
到了这里，关于1553B总线详解的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！
