stringtranslate.com

MIL-STD-1553

MIL-STD-1553 — военный стандарт , опубликованный Министерством обороны США , который определяет механические , электрические и функциональные характеристики последовательной шины данных . Первоначально она была разработана как авиационная шина данных для использования с военной авионикой , но также стала широко использоваться в подсистемах обработки бортовых данных космических аппаратов (OBDH), как военных, так и гражданских, включая использование на космическом телескопе Джеймса Уэбба . Она имеет несколько (обычно двойных) избыточных сбалансированных линейных физических уровней, (дифференциальный) сетевой интерфейс , мультиплексирование с временным разделением , полудуплексный протокол команд/ответов и может обрабатывать до 31 удаленных терминалов (устройств); 32 обычно предназначены для широковещательных сообщений . Версия MIL-STD-1553, использующая оптические кабели вместо электрических, известна как MIL-STD-1773 .

MIL-STD-1553 был впервые опубликован в качестве стандарта ВВС США в 1973 году и впервые был использован на истребителе F-16 Falcon . Вскоре последовали и другие конструкции самолетов, включая F/A-18 Hornet , AH-64 Apache , P-3C Orion , F-15 Eagle и F-20 Tigershark . Он широко используется всеми видами вооруженных сил США и НАСА . [1] За пределами США он был принят НАТО как STANAG 3838 AVS . STANAG 3838 в форме UK MoD Def-Stan 00-18 Part 2 [2] используется на Panavia Tornado ; BAE Systems Hawk (Mk 100 и более поздние); и широко, вместе со STANAG 3910 "EFABus", на Eurofighter Typhoon . [3] Saab JAS 39 Gripen использует MIL-STD-1553B. [4] Российский МиГ-35 также использует MIL-STD-1553. [5] MIL-STD-1553 заменяется в некоторых новых американских разработках на IEEE 1394 (широко известный как FireWire). [6]

Пересмотры

MIL-STD-1553B , заменивший более раннюю спецификацию MIL-STD-1553A 1975 года, был опубликован в 1978 году. Основное различие между редакциями 1553A и 1553B заключается в том, что в последней опции определяются, а не оставляются на усмотрение пользователя для определения по мере необходимости. Было обнаружено, что когда стандарт не определяет элемент, отсутствует координация в его использовании. Аппаратное и программное обеспечение приходилось перепроектировать для каждого нового приложения. Основной целью 1553B было обеспечение гибкости без создания новых конструкций для каждого нового пользователя. Это было достигнуто путем явного указания электрических интерфейсов, чтобы можно было гарантировать электрическую совместимость между конструкциями разных производителей.

С 1978 года было опубликовано шесть уведомлений об изменении стандарта. [7] Например, уведомление об изменении 2 в 1986 году изменило название документа с «Внутренняя мультиплексная шина данных команд/ответов с разделением по времени самолета» на «Цифровая мультиплексная шина данных команд/ответов с разделением по времени».

MIL-STD-1553C — последняя редакция, выпущенная в феврале 2018 года. Редакция C функционально эквивалентна редакции B, но содержит обновленные графики и таблицы для облегчения чтения стандарта. [8]

Стандарт MIL-STD-1553 поддерживается как Министерством обороны США, так и аэрокосмическим отделением Общества инженеров-автомобилестроителей .

Физический уровень

Одна шина состоит из пары проводов с сопротивлением 70–85 Ом на частоте 1 МГц. При использовании круглого разъема его центральный штырь используется для высокого (положительного) манчестерского бифазного сигнала. Передатчики и приемники подключаются к шине через изолирующие трансформаторы, а шлейфовые соединения ответвляются с помощью пары изолирующих резисторов и, опционально, трансформатора связи. Это снижает влияние короткого замыкания и гарантирует, что шина не проводит ток через самолет. Манчестерский код используется для представления как тактовых импульсов, так и данных на одной и той же паре проводов и для устранения любой составляющей постоянного тока в сигнале (которая не может пройти через трансформаторы). Скорость передачи данных составляет 1,0 мегабит в секунду (1 бит на мкс ). Совокупная точность и долговременная стабильность скорости передачи данных указаны только в пределах ±0,1%; кратковременная стабильность тактовых импульсов должна быть в пределах ±0,01%. Выходное напряжение передатчика от пика до пика составляет 18–27 В.

Шину можно сделать двойной или тройной избыточной , используя несколько независимых пар проводов, а затем все устройства подключаются ко всем шинам. Существует положение, позволяющее назначить новый компьютер управления шиной в случае отказа текущего главного контроллера. Обычно вспомогательный компьютер(ы) управления полетом контролируют главный компьютер и датчики самолета через главную шину данных. Другая версия шины использует оптоволокно , которое весит меньше и имеет лучшую устойчивость к электромагнитным помехам, включая ЭМИ . Это известно как MIL-STD-1773. [9] Эксперимент НАСА «AS 1773» имеет двойную скорость 1 Мбит/с или 20 Мбит/с — вероятно, предшественник STANAG 3910. [ 10]

Протокол шины

Система мультиплексной шины данных MIL-STD-1553 состоит из контроллера шины (BC), управляющего несколькими удаленными терминалами (RT), все из которых соединены вместе шиной данных, обеспечивающей единый путь данных между контроллером шины и всеми связанными удаленными терминалами. Также может быть один или несколько мониторов шины (BM); однако мониторам шины специально не разрешается принимать участие в передаче данных, и они используются только для сбора или записи данных для анализа и т. д. В реализациях с избыточной шиной несколько шин данных используются для обеспечения более одного пути данных, т. е. двойная избыточная шина данных, тройная избыточная шина данных и т. д. Все передачи на шину данных доступны для BC и всех подключенных RT. Сообщения состоят из одного или нескольких 16-битных слов (команда, данные или состояние). 16 бит, составляющих каждое слово, передаются с использованием манчестерского кода , где каждый бит передается как высокий 0,5 мкс и низкий 0,5 мкс для логической 1 или последовательность низкий-высокий для логического 0 . Каждому слову предшествует синхроимпульс длительностью 3 мкс (1,5 мкс низкий плюс 1,5 мкс высокий для слов данных и наоборот для командных и статусных слов, что не может быть в манчестерском коде), за которым следует бит нечетности . Практически каждое слово можно рассматривать как 20-битное слово: 3 бита для синхронизации, 16 бит для полезной нагрузки и 1 бит для контроля нечетности. Слова в сообщении передаются непрерывно, и между сообщениями должен быть промежуток не менее 4 мкс. Однако этот промежуток между сообщениями может быть и часто бывает намного больше 4 мкс, даже до 1 мс с некоторыми старыми контроллерами шины. Устройства должны начать передавать свой ответ на допустимую команду в течение 4–12 мкс и считаются не получившими команду или сообщение, если в течение 14 мкс не начался ответ.

Все коммуникации на шине находятся под контролем контроллера шины, использующего команды от BC к RT для приема или передачи. Последовательность слов (форма записи <originator>.<word_type(destination)>и запись похожа на CSP ), для передачи данных от BC к терминалу

главная.команда(терминал) → терминал.статус(мастер) → главные.данные(терминал) → главная.команда(терминал) → терминал.статус(мастер)

и для связи между терминалами

главная.команда(терминал_1) → терминал_1.статус(главный) → главная.команда(терминал_2) → терминал_2.статус(главный) → главная.команда(терминал_1) → терминал_1.данные(терминал_2) → главная.команда(терминал_2) → терминал_2.статус(главный)

Это означает, что во время передачи все коммуникации запускаются контроллером шины, и терминальное устройство не может начать передачу данных самостоятельно. В случае передачи RT-RT последовательность выглядит следующим образом: приложение или функция в подсистеме за интерфейсом RT (например, RT1) записывает данные, которые должны быть переданы, в определенный (передающий) подадрес (буфер данных). Время, в которое эти данные записываются в подадрес, не обязательно связано со временем транзакции, хотя интерфейсы гарантируют, что частично обновленные данные не будут переданы. Контроллер шины дает команду RT, который является пунктом назначения данных (например, RT2), получить данные по указанному (принимающему) подадресу данных, а затем дает команду RT1 передать данные с передающего подадреса, указанного в команде. RT1 передает слово состояния, указывающее его текущий статус, и данные. Контроллер шины получает слово состояния RT1 и видит, что команда передачи была получена и выполнена без проблем. RT2 получает данные на общей шине данных и записывает их в назначенный подадрес приема и передает свое слово состояния. Приложение или функция в подсистеме за интерфейсом приема RT могут затем получить доступ к данным. Опять же, время этого чтения не обязательно связано с временем передачи. Контроллер шины получает слово состояния RT2 и видит, что команда приема и данные были получены и обработаны без проблем.

Однако, если RT не может отправить свой статус или ожидаемые данные или указывает на проблему посредством установки битов ошибок в слове статуса, контроллер шины может повторить передачу. Для таких повторов доступно несколько вариантов, включая немедленный повтор (на другой шине данных из резервной пары шин данных) и повтор позже (на той же шине) в последовательности передач.

Последовательности гарантируют, что терминал функционирует и может получать данные. Слово состояния в конце последовательности передачи данных гарантирует, что данные были получены и что результат передачи данных приемлем. Именно эта последовательность обеспечивает высокую целостность MIL-STD-1553.

Однако стандарт не определяет никаких конкретных сроков для какой-либо конкретной передачи — это дело разработчиков системы. Обычно (как это делается на большинстве военных самолетов) контроллер шины имеет график передач, который охватывает большинство передач, часто организованных в основной кадр или основной цикл, который часто подразделяется на второстепенные циклы. В такой циклической структуре исполнительного расписания передачи, которые происходят в каждом второстепенном цикле (группа частоты 1), происходят с самой высокой частотой, обычно 50 Гц, передачи, которые происходят в каждом втором второстепенном цикле, из которых есть две группы (группа частоты 2.1 и 2.2), происходят со следующей по величине частотой, например, 25 Гц. Аналогично, есть четыре группы (3.1, 3.2, 3.3 и 3.4) с частотой, например, 12,5 Гц и так далее. Следовательно, при использовании этой структуры планирования все передачи выполняются на гармонически связанных частотах, например, 50, 25, 12,5, 6,25, 3,125 и 1,5625 Гц (для основного кадра, включающего 32 второстепенных цикла по 50 Гц). Хотя RT не могут начать передачу напрямую самостоятельно, стандарт включает метод для случая, когда RT необходимо передать данные, которые не запланированы автоматически контроллером шины. Эти передачи часто называют ациклическими передачами, поскольку они находятся вне структуры, используемой циклическим исполнителем. В этой последовательности RT запрашивает передачу через бит в слове состояния, бит запроса на обслуживание. Как правило, это заставляет контроллер шины передавать команду кода режима векторного слова передачи. Однако, если у RT есть только одна возможная ациклическая передача, контроллер шины может пропустить эту часть. Векторные слова передаются RT как одно 16-битное слово данных. Формат этого векторного слова не определен в стандарте, поэтому проектировщики системы должны указать, какие значения из каких RT означают, какое действие должен предпринять контроллер шины. Это может быть планирование ациклической передачи либо немедленно, либо в конце текущего малого цикла. Это означает, что контроллер шины должен опрашивать все удаленные терминалы, подключенные к шине данных, как правило, по крайней мере один раз в большом цикле. RT с функциями с более высоким приоритетом (например, те, которые управляют поверхностями управления самолетом) опрашиваются чаще. Функции с более низким приоритетом опрашиваются реже.

Между BC и определенным RT или между контроллером шины и парой RT разрешены шесть типов транзакций:

Рисунок 6: Форматы передачи информации. Примечание: «ПЕРЕДАТЬ КОМАНДУ» равнозначно «командному слову»
  1. Контроллер в RT Transfer . Контроллер шины отправляет одно 16-битное слово команды приема, за которым немедленно следует от 1 до 32 16-битных слов данных. Затем выбранный удаленный терминал отправляет одно 16-битное слово состояния.
  2. RT to Controller Transfer . Контроллер шины отправляет одно слово команды передачи на удаленный терминал. Затем удаленный терминал отправляет одно слово состояния, за которым сразу следует от 1 до 32 слов.
  3. Передачи RT в RT . Контроллер шины отправляет одно слово команды приема, за которым немедленно следует одно слово команды передачи. Передающий удаленный терминал отправляет слово состояния, за которым немедленно следует от 1 до 32 слов данных. Затем принимающий терминал отправляет свое слово состояния.
  4. Команда режима без слова данных . Контроллер шины отправляет одно командное слово с подадресом 0 или 31, обозначающим команду типа кода режима. Удаленный терминал отвечает словом состояния.
  5. Команда режима со словом данных (передача) . Контроллер шины отправляет одно командное слово с подадресом 0 или 31, обозначающим команду типа кода режима. Удаленный терминал отвечает словом состояния, за которым сразу следует одно слово данных.
  6. Команда режима со словом данных (прием) . Контроллер шины отправляет одно командное слово с подадресом 0 или 31, обозначающим команду типа кода режима, за которой сразу следует одно слово данных. Удаленный терминал отвечает словом состояния.

MIL-STD-1553B также ввел концепцию необязательных широковещательных передач, в которых данные отправляются всем RT, которые реализуют опцию, но на которые ни один RT не отвечает, так как это может вызвать конфликты на шине. Их можно использовать, когда одни и те же данные отправляются нескольким RT, чтобы сократить количество транзакций и, таким образом, уменьшить нагрузку на шину данных. Однако отсутствие явных ответов от RT, получающих эти широковещательные передачи, означает, что эти передачи не могут быть автоматически повторены в случае ошибки в транзакции.

Между BC и всеми соответствующими RT разрешены четыре типа широковещательных транзакций:

Рисунок 7: Форматы передачи вещательной информации
  1. Передача контроллера RT(s) . Контроллер шины отправляет одно слово команды приема с адресом терминала 31, обозначающим команду типа широковещательной передачи, за которым сразу следует от 0 до 32 слов данных. Все удаленные терминалы, реализующие широковещательную передачу, примут данные, но ни один удаленный терминал не ответит.
  2. RT to RT(s) Transfers . Контроллер шины отправляет одно слово команды приема с адресом терминала 31, обозначающее команду типа широковещательной передачи, за которой немедленно следует одна команда передачи. Передающий удаленный терминал отправляет слово состояния, за которым немедленно следует от 1 до 32 слов данных. Все удаленные терминалы, реализующие широковещательную передачу, примут данные, но ни один удаленный терминал не ответит.
  3. Команда режима без слова данных (широковещательная передача) . Контроллер шины отправляет одно командное слово с адресом терминала 31, обозначающим команду широковещательного типа, и подадресом 0 или 31, обозначающим команду типа кода режима. Ни один удаленный терминал не ответит.
  4. Команда режима со словом данных (широковещательная передача) . Контроллер шины отправляет одно командное слово с адресом терминала 31, обозначающим команду типа широковещательной передачи, и подадресом 0 или 31, обозначающим команду типа кода режима, за которым сразу следует одно слово данных. Ни один удаленный терминал не ответит.

Командное слово формируется следующим образом. Первые 5 бит — это адрес удаленного терминала (0–31). Шестой бит — 0 для приема или 1 для передачи. Следующие 5 бит указывают местоположение (подадрес) для хранения или получения данных на терминале (1–30). Обратите внимание, что подадреса 0 и 31 зарезервированы для кодов режима. Последние 5 бит указывают количество ожидаемых слов (1–32). Все нулевые биты указывают 32 слова. В случае кода режима эти биты указывают номер кода режима (например, Initiate Self Test и Transmit BIT Word).

Слово состояния декодируется следующим образом. Первые 5 бит — это адрес удаленного терминала, который отвечает. Остальная часть слова — это однобитовые коды условий, некоторые биты зарезервированы. Состояние «единица» указывает на то, что условие истинно. Одновременно может быть истинным более одного условия.

Изображение ниже иллюстрирует многие концепции протокола и физического уровня, описанные выше. Например, адрес RT, содержащийся в командном слове, имеет значение 0x3 (в диапазоне от 0 до 31). Шестой бит равен 1, что указывает на передачу от RT. Подадрес равен 0x01. Последние 5 бит указывают количество ожидаемых слов, которое имеет значение 1, которому соответствует одно слово данных (значение 0x2) после слова состояния.

Также, как объяснялось выше, устройства должны начать передавать свой ответ на допустимую команду в течение 4–12 микросекунд. В этом примере время отклика составляет 8,97 мкс, следовательно, в пределах спецификаций. Это означает, что удаленный терминал (RT) номер 3 ответил на запрос контроллера шины через 8,97 мкс. Амплитуда запроса ниже амплитуды ответа, поскольку сигнал зондируется в месте, расположенном ближе к удаленному терминалу.

В слове состояния первые 5 бит — это адрес удаленного терминала, который отвечает, в данном случае 0x3. Правильная передача показывает тот же адрес RT в командном слове, что и в слове состояния.

Передача RT в BC с 1 словом данных

Концептуальное описание

Рисунок 1: Пример архитектуры мультиплексной шины данных MIL-STD-1553B

На рисунке 1 показан образец системы MIL-STD-1553B, которая состоит из:

Контролер автобуса

На любой шине MIL-STD-1553 одновременно может быть только один контроллер шины. Он инициирует всю передачу сообщений по шине.

На рисунке 1 показаны детали шины данных 1553:

Спецификация 1553B предписывает, чтобы все устройства в системе были подключены к резервной паре шин для обеспечения альтернативного пути данных в случае повреждения или отказа основной шины. Сообщения шины передаются только по одной шине за раз, что определяется контроллером шины.

Резервный контроллер шины

Хотя в любой момент времени на шине может быть только один BC, стандарт предусматривает механизм передачи на резервный контроллер шины (BBC) или (BUBC) с использованием флагов в слове состояния и кодов режима. Это может использоваться в нормальной работе, когда передача происходит из-за какой-то определенной функции, например, передача на или от BC, который является внешним по отношению к самолету, но подключен к шине. Процедуры передачи в условиях неисправности и отказа обычно включают дискретные соединения между основным и резервным BC, а также мониторинг резервным BC действий основного BC во время работы. Например, если на шине наблюдается продолжительное затишье, указывающее на то, что активный BC вышел из строя, следующий по приоритету резервный BC, указанный дискретными соединениями, возьмет на себя управление и начнет работать как активный BC.

Автобусный монитор

Bus Monitor (BM) не может передавать сообщения по шине данных. Его основная роль — контролировать и регистрировать транзакции шины, не вмешиваясь в работу Bus Controller или RT. Эти записанные транзакции шины затем могут быть сохранены для последующего офлайн-анализа.

В идеале BM захватывает и записывает все сообщения, отправленные по шине данных 1553. Однако запись всех транзакций на загруженной шине данных может быть непрактичной, поэтому BM часто настраивается на запись подмножества транзакций на основе некоторых критериев, предоставляемых прикладной программой.

В качестве альтернативы BM используется совместно с резервным контроллером шины. Это позволяет резервному контроллеру шины «быстро взяться за дело», если его призывают стать активным контроллером шины.

Удаленный терминал

Удаленный терминал может использоваться для обеспечения:

Например, в гусеничном транспортном средстве удаленный терминал может получать данные из инерциальной навигационной подсистемы и отправлять эти данные по шине данных 1553 на другой удаленный терминал для отображения на приборе экипажа. Более простыми примерами удаленных терминалов могут быть интерфейсы, которые включают фары, посадочные огни или сигнализаторы в самолете.

Планы тестирования для удаленных терминалов:

План проверки RT предназначен для проверки конструкции удаленных терминалов, разработанных в соответствии с требованиями AS 15531 и MIL-STD-1553B с примечанием 2. Этот план испытаний был первоначально определен в MIL-HDBK-1553, Приложение A. Он был обновлен в MIL-HDBK-1553A, Раздел 100. План испытаний поддерживается Подкомитетом по авиационным сетям SAE AS-1A как AS4111 .

План испытаний производства RT представляет собой упрощенное подмножество плана испытаний валидации и предназначен для производственных испытаний удаленных терминалов. Этот план испытаний поддерживается подкомитетом SAE AS-1A Avionic Networks Subcommittee как AS4112 .

Характеристики оборудования шины

Аппаратное обеспечение шины включает в себя (1) кабели, (2) шинные соединители, (3) терминаторы и (4) разъемы.

Прокладка кабелей

В отрасли принят стандарт типа кабеля как твинаксиальный кабель с характеристическим сопротивлением 78 Ом , что практически соответствует среднему значению диапазона спецификаций от 70 до 85 Ом.

MIL-STD-1553B не определяет длину кабеля. Однако максимальная длина кабеля напрямую связана с калибром проводника кабеля и задержкой времени передаваемого сигнала. Меньший проводник ослабляет сигнал больше, чем больший. Типичная задержка распространения для кабеля 1553B составляет 1,6 наносекунд на фут. Таким образом, сквозная 100-футовая шина (30 м) будет иметь задержку распространения 160 наносекунд, что равно среднему времени нарастания сигнала 1553B. Согласно MIL-HDBK-1553A, когда время задержки распространения сигнала составляет более 50% от времени нарастания или спада, необходимо учитывать эффекты линии передачи. Это время задержки пропорционально пройденному расстоянию. Кроме того, необходимо учитывать фактическое расстояние между передатчиком и приемником, а также индивидуальные характеристики формы сигнала передатчиков и приемников.

MIL-STD-1553B определяет, что наибольшая длина шлейфа составляет 20 футов (6,1 м) для шлейфов с трансформаторной связью, но может быть превышена. Без присоединенных шлейфов главная шина выглядит как бесконечная линия передачи без мешающих отражений. При добавлении шлейфа шина нагружается, и возникает несоответствие с результирующими отражениями. Степень несоответствия и искажения сигнала из-за отражений являются функцией импеданса, представляемого шлейфом и входным импедансом терминала. Чтобы минимизировать искажение сигнала, желательно, чтобы шлейф поддерживал высокий импеданс. Этот импеданс отражается обратно в шину. В то же время, однако, импеданс должен поддерживаться низким, чтобы на приемный конец доставлялась адекватная мощность сигнала. Поэтому необходим компромисс между этими противоречивыми требованиями для достижения указанного отношения сигнал/шум и производительности частоты ошибок системы (для получения дополнительной информации см. MIL-HDBK-1553A).

Затыкание

Рисунок 9: Интерфейс шины данных с использованием трансформаторной связи

Каждый терминал, RT, BC или BM, подключается к шине через заглушку, образованную отрезком кабеля того же типа, что и сама шина. MIL-STD-1553B определяет два способа подключения этих заглушек к шине: трансформаторно-связанные заглушки и напрямую-связанные заглушки. Трансформаторно-связанные шлейфы предпочтительны из-за их отказоустойчивости и лучшего соответствия импедансу шины, а также последующего снижения отражений и т. д. Приложение к MIL-STD-1553B (в разделе 10.5, Шлейфы) гласит: «Предпочтительным методом шлейфа является использование трансформаторно-связанных шлейфов… Этот метод обеспечивает преимущества изоляции постоянного тока, повышенного подавления синфазного сигнала, удвоения эффективного импеданса шлейфа и изоляции неисправностей для всего шлейфа и терминала. Прямо-связанных шлейфов… следует избегать, если это вообще возможно. Прямо-связанные шлейфы не обеспечивают изоляции постоянного тока или подавления синфазного сигнала для терминала, внешнего по отношению к его подсистеме. Кроме того, любое короткое замыкание между внутренними изолирующими резисторами подсистем [sic] (обычно на печатной плате) и главным шинным соединением приведет к отказу всей этой шины. Можно ожидать, что когда длина прямого-связанного шлейфа превысит 1,6 фута (0,49 метра)], он начнет искажать формы сигналов главной шины».

Использование трансформаторных шлейфов также обеспечивает улучшенную защиту терминалов 1553 от ударов молнии. Изоляция становится еще более важной в новых композитных самолетах, где обшивка самолета больше не обеспечивает неотъемлемый экран Фарадея, как это было в случае с самолетами с алюминиевой обшивкой. [11]

В трансформаторном шлейфе длина шлейфа не должна превышать 20 футов (6,1 м), но это может быть превышено «если того требуют требования по установке». Трансформатор связи должен иметь коэффициент трансформации 1:1,41 ± 3,0 процента. Оба резистора R должны иметь значение 0,75 Zo ± 2,0 процента, где Zo — характеристическое сопротивление шины на частоте 1 МГц.

Рисунок 10: Интерфейс шины данных с использованием прямого соединения

В прямом соединении длина кабеля шлейфа не должна превышать 1 фут, но опять же это может быть превышено, если того требуют требования к установке. Изоляционные резисторы R должны иметь фиксированное значение 55 Ом ± 2,0 процента.

Шинные соединители

Шлейфы для RT, BC или BM обычно подключаются к шине через соединительные коробки, которые могут обеспечивать одно или несколько соединений шлейфа. Они обеспечивают требуемое экранирование (≥ 75 процентов) и, для трансформаторно-связанных шлейфов, содержат трансформаторы связи и изолирующие резисторы. Они имеют два внешних разъема, через которые питается шина, и один или несколько внешних разъемов, к которым подключаются шлейф или шлейфы. Эти разъемы шлейфа не должны быть терминированы согласующими резисторами, но должны оставаться открытыми, когда не используются, с заглушками, где это необходимо. Один из шинных разъемов может быть терминирован там, где шинный соединитель физически находится на конце шинного кабеля, т. е. обычно не считается необходимым иметь длину шинного кабеля между последним шинным соединителем и оконечным резистором.

Оконцевание кабеля

Оба конца шины, независимо от того, включает ли она один соединитель или ряд соединителей, соединенных вместе, должны быть терминированы (в соответствии с MIL-STD-1553B) с «сопротивлением, равным выбранному номинальному характеристическому импедансу кабеля (Zo) ± 2,0 процента». Обычно это 78 Ом. Целью электрического терминирования является минимизация эффектов отражений сигнала, которые могут вызвать искажение формы сигнала. Если терминирование не используется, сигнал связи может быть скомпрометирован, что приведет к сбоям или периодическим сбоям связи.

Соединители

Стандарт не определяет типы разъемов или то, как они должны быть подключены, за исключением требований к экранированию и т. д. В лабораторных условиях обычно используются концентрические твинаксиальные разъемы байонетного типа . Эти разъемы доступны в стандартных ( размер BNC ), миниатюрных и субминиатюрных размерах. В военных самолетах обычно используются круглые разъемы MIL-DTL-5015 и MIL-DTL-38999 .

Эволюция

STANAG 3910 (EFABus) соединяет соединение 1553 или 1773 с дополнительными высокоскоростными шинами 20 Мбит/с, как оптическими, так и электрическими. В форме STANAG низкоскоростное соединение 1553/1773 служит в качестве канала управления для высокоскоростного соединения. В форме EFABus Express (EfEx) высокоскоростное соединение действует как свой собственный канал управления. В любом случае высокоскоростные и низкоскоростные шины используют одну и ту же модель адресации и могут взаимодействовать друг с другом. [12]

STANAG 7221 (E1553) расширяет связь 1553 возможностью передачи сигнала со скоростью 100 Мбит/с по тому же проводу, не мешая старой сигнализации. [13] Концепция похожа на то, как ADSL избегает голосовых частот, но выполняется на более высоких полосах пропускания. [14] В дополнение к 1553B, он также работает по коаксиальному кабелю, витой паре, Power-Line Carrier и существующим соединениям ARINC 429. [15]

Похожие системы

DIGIBUS (или Digibus , GAM-T-101) — французский аналог MIL-STD-1553. Он похож на MIL-STD-1553 в том же понятии контроллера шины, удаленного терминала, монитора, той же скорости передачи, но разница в том, что DIGIBUS использует отдельные каналы для данных и команд. [16]

ГОСТ 26765.52-87 и его потомок ГОСТ Р 52070-2003 являются советским и российским эквивалентами MIL-STD-1553B соответственно. Кодировка, скорость передачи данных, структура слова и команды управления полностью идентичны.

GJV289A — китайский эквивалент MIL-STD-1553. Самолеты, использующие эту систему, как сообщается, могут использовать как советское (ГОСТ-шина) [17] , так и западное (MIL-STD-1553 шина) оружие. [18]

H009 (также называемая MacAir H009 ), представленная McDonnell в 1967 году, была одной из первых шин данных авионики. Это двойная избыточная шина, управляемая Центральным комплексом управления (CCC), с 16 периферийными блоками (PU), синхронно взаимодействующими с использованием тактовой частоты 1 МГц. H009 использовалась в ранних истребителях F-15, но из-за своей чувствительности к шуму и других проблем с надежностью была заменена на MIL-STD-1553.

Инструменты разработки

При разработке или устранении неполадок для MIL-STD-1553 полезно изучение электронных сигналов. Логический анализатор с возможностью декодирования протоколов, а также анализатор шин или анализатор протоколов являются полезными инструментами для сбора, анализа, декодирования и хранения форм волн высокоскоростных электронных сигналов.

Аппаратное обеспечение

Intel M82553 Protocol Management Unit (PMU) с использованием технологии CHMOS III . Это устройство соответствует стандарту полного протокола интерфейса шины. [19]

Смотрите также

Источники

Ссылки

  1. ^ "Грузовой корабль Cygnus прибывает на космическую станцию ​​с грузом припасов". SpaceFlightNow. 2017-04-23.
  2. ^ Комитет по стандартизации авиационных систем, Системы интерфейса передачи авиационных данных, часть 2: Стандарт последовательной, временной мультиплексной шины данных с разделением команд/ответов , Def Stan 00-18, выпуск 2, 28 сентября 1990 г.
  3. Джордж Марш, «Тайфун: лучшее в Европе» , Avionics Today, 1 июня 2003 г.
  4. ^ [1] Архивировано 13 марта 2013 г. на Wayback Machine.
  5. ^ "Многоцелевой боевой самолет МиГ-35". Архивировано из оригинала 14 марта 2007 года . Получено 14 ноября 2014 года .
  6. ^ "Электрический реактивный самолет". Philips, EH Aviation Week & Space Technology . 2007-02-05.
  7. ^ ASSIST-QuickSearch - Базовый профиль Архивировано 14 декабря 2019 г. на Wayback Machine .
  8. ^ Обзор изменений MIL-STD-1553B и MIL-STD-1553C, Electra IC
  9. ^ MIL-STD-1773: Волоконно-оптическая механизация внутренней мультиплексной шины данных команд/ответов с временным разделением самолета
  10. ^ Кристиан Сейдлек. MPTB AS-1773 Волоконно-оптическая шина данных (FODB) Уроки, извлеченные из опыта
  11. ^ Хегарти, Майкл, «MIL-STD-1553 становится коммерческим» [ постоянная неработающая ссылка ]
  12. ^ Рабочая группа AECMA C2-GT9, Высокоскоростная передача данных в соответствии со STANAG 3838 или эквивалентным управлением по оптоволокну, prEN3910-001, изд. P1, ASD-STAN, 31.01.1996.
  13. ^ "MIL-STD-1553B: Прошлое и будущее шины данных". www.highfrequencyelectronics.com .
  14. ^ "STANAG 7221 動作概要 | MIL-STD-1553.jp" . www.mil-std-1553.jp (на японском языке) . Проверено 14 мая 2023 г.
  15. ^ "STANAG7221". Kingsly Instrumentation and Communication Private Limited . Получено 14 мая 2023 г.
  16. ^ ЦИФРОВОЙ АВТОБУС
  17. ^ "Ударный вертолет Z-10, Китай". Армейские технологии .
  18. ^ Пемблтон, Гэри Л. Оценка технологических инноваций в НОАК
  19. ^ Ормсби, Джон, редактор, «Новый продукт: компоненты: блок управления протоколами M82553 предлагает военным разработчикам единое устройство для всех режимов работы», Intel Corporation, Microcomputer Solutions, январь/февраль 1988 г., стр. 12

Внешние ссылки