通用1553B总线的信息监控系统的设计

　　军用数据总线MIL-STD-1553B标准因其可靠性高、传输速率高、易于扩展等优点在飞行平台的电子综合化系统中得到了广泛的应用，因此对该总线的不断深入研究十分必要。

　　在飞机的排故和维修过程中，尚不能快速有效地确定是该部分的某个子系统故障还是总线故障。当出现故障时，只有对该部位的子系统进行逐一排故才能确定故障并维修，严重影响了工作效率。该监控系统的设计集成了对总线中传输信号电气特性的检测、传输数据的有效性判断以及实时比对ICD的传输信息解析，从而能够加快维修时的排故速度并减轻地勤人员的工作负担。

　　1 系统概述

　　1.1 1553B总线简介

　　MIL-STD-1553B是一种时分制指令/响应式多路传输数据总线。其总线系统结构包括总线控制器(BC)、总线监听器(BM)及远程终端(RT )。总线上的信息是以消息的形式调制成曼彻斯特码进行传输的。每条消息最长由32个字组成，所有的字分为三类：命令字、数据字和状态字。每类字的长度为20位，有效信息位是16位，每个字的前3位为单字的同步字头，最后1位是奇偶校验位。有效信息(16位)及奇偶校验位在总线上以曼彻斯特码的形式进行传输，传输一位的时间为1μs(即码速率为1 MHz)。如图1所示为总线信息字的格式。

　　1.2 系统分析

　　在信息传输出现故障时，首先要考虑两类故障，一是总线磨损等而导致的信息传输失真，无法识别，此时需要对总线进行检查、维修或是更换;二是对应的某个子设备出现通信故障，此时需要根据所传输数据判断故障类型，以达到迅速维修的目的。因此既要根据国军标要求对总线传输信号的电气特性进行条件判断，也要对传输的信息字的内容及其有效性进行判断分析。

　　该系统在框架上由总线数据采集和信息监控两大模块组成，分别实现不同的系统功能。

　　2 硬件组成

　　硬件部分由工业控制计算机、研华多功能高速数据采集卡PCI1714和成都恩菲特公司生产的1553B接口卡EPH6273构成。

　　2.1 数据采集模块

　　数据采集模块的关键部分就是数据采集卡。1553B总线传输的曼彻斯特码的速率是1 Mb/s。根据香侬采样定理：要使信号采样后能够不失真还原，采样频率必须大于信号最高频率的两倍，即fs≥2fmax，工程上一般选择fs=(5～10fmax。采集卡PCI1714最高采样速率为30MS/ s，32k的FIFO，支持4通道模拟输入。模拟信号进入数据采集卡后，采集卡对其进行调理、采集、缓存，并将信号数据转移存入计算机的硬盘，计算机在应用程序的控制下，进而对数据进行处理、运算，最后把数据和定性判断结果在生成的面板上显示。图2是信号采集系统的功能框图。