關(guān)鍵字：1553B總線 自動測試系統(tǒng)
1553B總線電纜網(wǎng)絡(luò)
MIL-STD-1553B總線全稱為飛行器內(nèi)部時分命令/響應(yīng)多路數(shù)據(jù)總線（Aircraft Internal Time Division Command/Response Multiplex Data Bu）,，它是由美國SAE的AE-9E委員會在軍方和工業(yè)界的支持下，我國與之對應(yīng)的標準是GJB289A-97.目前,，此標準已經(jīng)在軍用飛機,、軍用艦艇、陸軍武器及工業(yè)方面得到了廣泛的應(yīng)用,。
MIL-STD-1553B總線全稱是：飛機內(nèi)部時分制指令/響應(yīng)式多路傳輸數(shù)據(jù)總線,，采用可屏蔽雙絞線傳輸數(shù)據(jù)，以串行數(shù)字脈沖形式傳輸信號,，其碼元數(shù)據(jù)采用雙相曼徹斯特碼表示,，傳輸速率為1Mbit/s。一個完整的1553B電纜網(wǎng)絡(luò)（如圖1所示）包括主總線（主干部分）、短接線（連接于各個終端的分支部分）,、耦合器（主總線與短接線的連接點）,、終止器（連接于主總線兩端）。
作為當前宇航電子設(shè)備首選的數(shù)據(jù)總線,，國軍標以及美軍標對1553B總線的測試檢驗都作了詳細說明,。依照GJB5186.5、SAE4115以及MIL-STD-1553B標準,，1553B總線電纜網(wǎng)絡(luò)的測試檢驗需要進行：網(wǎng)絡(luò)連續(xù)性,、網(wǎng)絡(luò)動態(tài)故障測試、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路完整性測試,、波形測試—網(wǎng)絡(luò)定性分析,、波形畸變值Vmin、過零點畸變Zcross,、波形對稱性RtZero等,。
其實，測試系統(tǒng)可配置為一個智能的1553B終端測試設(shè)備,。它可以連接在1553B總線網(wǎng)絡(luò)的任意一個終端上,，然后通過軟件控制可以任意工作在BC/RT/BM模式，跟總線網(wǎng)絡(luò)上其它所有的終端設(shè)備進行各種數(shù)據(jù)通信,，從而測試被測終端設(shè)備的各個功能是否正常,。同時在進行終端設(shè)備功能測試時，系統(tǒng)可以注入或檢測數(shù)據(jù)字錯誤,、命令字錯誤等各種通信錯誤,，從而可以快捷而準確地定位被測終端的功能故障。
1553B總線電纜網(wǎng)絡(luò)自動測試系統(tǒng)
1553B總線的工作頻率是1 Mb/s ,。采用曼徹斯特II碼,，半雙工工作方式。主要的硬件部分為總線控制器（BC）,、遠端終端（RT）和可選用的總線監(jiān)控器（MT）,。一般情況下，這3部分通過1個多路總線接口（MBI）來完成,?？砂袽BI嵌在計算機內(nèi)。該總線有10種消息格式,。每個消息至少包含2個字,，每個字有16個消息位，1個奇偶校驗位和3個位長的同步頭,，所有的消息字都采用曼徹斯特II碼構(gòu)成,。
1553B總線電纜網(wǎng)絡(luò)自動測試系統(tǒng)有效地解決了以上問題,，可以對1553B總線電纜網(wǎng)絡(luò)進行全面的定量、定性測試分析,，整個過程全自動完成,，無須人工干預(yù)，最終形成詳細的測試分析報告,，可大大提高測試效率以及可靠性,。
系統(tǒng)設(shè)計
本系統(tǒng)采用柜式結(jié)構(gòu),，模塊化設(shè)計,，主要包括有系統(tǒng)人機交互界面，系統(tǒng)控制處理器,，1553B總線測試專用控制器,，數(shù)據(jù)采集模塊，測試接口面板（實現(xiàn)被測網(wǎng)絡(luò)的接入）以及打印機（測試結(jié)果報表打?。?。圖2是整個系統(tǒng)的功能框圖。
系統(tǒng)功能模塊
本系統(tǒng)的某些模塊可以直接選用現(xiàn)有模塊來實現(xiàn),，采用穩(wěn)定性很好的工控機來實現(xiàn),；人機交互部分配合工控機選用液晶顯示器、鍵盤鼠標,、打印機（實現(xiàn)測試結(jié)果報表的打印輸出）,，并結(jié)合測試界面軟件來實現(xiàn)；數(shù)據(jù)采集以及阻抗分析模塊采用具有編程接口的數(shù)字示波器來實現(xiàn),。
專用測試控制器
1553B總線電纜網(wǎng)絡(luò)專用測試控制器有兩大功能：作為電纜測試的信號源,，產(chǎn)生測試用的標準1553B數(shù)字信號以及正弦波等激勵信號；完成測試過程中信號源輸入以及信號采集端的切換,。專用測試控制器的功能框圖如圖3所示,。
處理器系統(tǒng)模塊以及1553B總線信號源控制器模塊采用FPGA Cyclone III EP3C55F484 裝載S698 IP核+1553B IP核的形式來實現(xiàn)。珠海歐比特公司自主研發(fā)的S698 IP核是一款可裁減的基于AMBA總線架構(gòu)的內(nèi)核,，片內(nèi)帶有豐富的外設(shè),，具有很好的可靠性，已廣泛運用于航空航天領(lǐng)域,。1553B IP核也是歐比特公司專門為航空,、航天測控網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備開發(fā)的符合1553B協(xié)議的總線控制器模塊。1553B軟核在FPGA內(nèi)部實現(xiàn)全部MIL-STD-1553B總線協(xié)議的硬件解析,，但1553B信號電平的邏輯轉(zhuǎn)換,、驅(qū)動需要在外部通過收發(fā)驅(qū)動器實現(xiàn)。這里選用HOLT公司的1553B總線收發(fā)驅(qū)動器HI-1573進行設(shè)計,。
1553B總線上的信息是以消息（Message）的形式調(diào)制成曼徹斯特碼進行傳輸?shù)?。每條消息最長由32個字組成,，所有的字分為三類：命令字、數(shù)據(jù)字和狀態(tài)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,，而最后1位是奇偶校驗位,。有效信息（16位）及奇偶校驗位在總線上以曼徹斯特碼的形式進行傳輸，傳輸一位的時間為1 S（即碼速率為1MHz）,。同步字頭占3位,，先正后負為命令字和狀態(tài)字，先負后正為數(shù)據(jù)字,。
綜合考慮系統(tǒng)的功能需求,，程序存儲器采用了SST公司的8位FLASH，型號為39VF040（512×8bit）,，占用處理器的地址范圍為：0x0000000～0x0007ffff;數(shù)據(jù)存儲器采用了ISSI公司的16位SRAM,，型號為IS61LV51216（512×16bit），占用處理器的地址范圍為：0x4000000～ 0x400fffff,。
通道切換開關(guān)模塊主要完成激勵信號選擇性輸入到被測網(wǎng)絡(luò)以及選擇性采集被測網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)信號,，因此用于選擇導(dǎo)通的開關(guān)必須具有導(dǎo)通電阻小、導(dǎo)通電容小等特性,，從而極大減小開關(guān)對激勵信號或被采集信號的影響,。
為了最大限度地兼容通用的1553B總線電纜網(wǎng)絡(luò)的接入測試，接口面板按照可接入32路1553B總線電纜網(wǎng)絡(luò)端點的需求來設(shè)計,，同時每組接插件都是由1個孔型（DK-621-0940-4S）和1個針型（DK-621-0940-4P）插座組成,，以兼容外部的針型（DK-621-0939-4P）和孔型插頭（DK-621-0939-4S）。
1553B總線終端設(shè)備功能測試模塊
此模塊主要是完成終端設(shè)備的功能測試,，模擬一個終端設(shè)備工作在BC/RT/BM模式下,，跟總線網(wǎng)絡(luò)上其它所有的終端設(shè)備進行各種數(shù)據(jù)通信，從而測試被測終端設(shè)備的各個功能是否正常,。EMBC1000-PCI1553B-EI功能強大,，并提供VC++環(huán)境下的接口函數(shù)，易于系統(tǒng)集成,。它具有以下功能特點：
1.操作方式,、寄存器設(shè)置以及存儲器布局等方面同BU-61580完全兼容；
2.支持BC,、RT,、BM工作模式；
3.獨立的1553B控制器,。
軟件編程
軟件主要包括上層測試界面軟件和1553B總線測試專用控制器的底層固件兩部分,。
界面軟件用VC++語言編寫,，控制工控機的PCI、USB,、RS232等外設(shè)接口,，從而實現(xiàn)對1553B總線終端設(shè)備功能側(cè)測試設(shè)備EMBC1000-PCI1553B-EI、實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的泰克數(shù)字示波器以及1553B總線網(wǎng)絡(luò)專用測試控制器等各個模塊的控制,。
專用控制器的底層固件主要是實現(xiàn)S698處理器對1553B控制器的控制,，包括數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收等，采用標準C編程,，程序調(diào)試在歐比特公司開發(fā)的針對SPAR V8標準架構(gòu)處理器的開發(fā)環(huán)境Orin5.0上完成,。
結(jié)語
本文介紹了如何實現(xiàn)對1553B總線電纜網(wǎng)絡(luò)進行可靠有效的測試檢驗，MIL-STD-1553B總線具有高速,、靈活的特點,，通信效率高,，修改,、擴充和維護簡便。下面列舉一些數(shù)據(jù)：MIL-STD-1553B 是數(shù)字命令/響應(yīng)式時分制多路傳輸數(shù)據(jù)總線,，傳輸速率 1M 比特/秒,，足以滿足第三代作戰(zhàn)飛機的要求；字長度 20 比特,，數(shù)據(jù)有效長度 16 比特,；半雙工傳輸方式，雙冗余故障容錯方式,，傳輸媒介為屏蔽雙絞線,。 1553B總線的冗余度設(shè)計，提高了子系統(tǒng)和全系統(tǒng)的可靠性,。