[发明专利]一种MIL-STD-1553B总线终端及其冗余备份方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种MIL-STD-1553B总线终端及其冗余备份方法，属于航空电子网络领 域。

背景技术

时分式指令/响应多路传输数据总线(美国军用标准MIL-STD-1553B，简称1553B) 是一种满足高实时高可靠信息传输的总线标准。它起源于20世纪70年代，最早定位于飞机 内部应用，而后被扩展应用于舰船、坦克、卫星等其他平台上。经过几十年的发展，它的技 术已经相当成熟，应用非常广泛。20世纪70年代以后的军用飞机几乎都采用这种总线来连 接机载电子设备。即使在当前倡导综合式航空电子的F-22和F-35等飞机中，1553B总线 仍然被应用于飞机管理和外挂管理等子系统的互连中。我国颁布的GJB-289A标准就是以 1553B总线规范为基础的。

1553B总线使用屏蔽双绞线作为传输介质，提供1Mb/s的信号传输速率。它以总线式 拓扑结构提供最多31个通信终端的互连。连入总线的通信终端分为三种：总线控制器(Bus Controller，BC)、远程终端(Remote Terminal，RT)和总线监控器(Bus Monitor，BM)。 BC负责控制和管理传输过程，所有控制和传输任务都是由BC发起的，同一时刻总线上只 存在一个BC。RT是用户子系统到数据总线上的接口，它在BC的控制下提取数据或吸收数 据。BM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，但本身不参与 通信。为了保障可靠性，1553B总线系统往往引入冗余备份技术，可使用冗余的包括总线、 BC和RT。

在1553B总线标准中，存在十种消息任务，对应十种消息传输格式：①BC至RT的数 据传输；②RT至BC的数据传输；③RT至RT的数据传输；④不带数据字的方式指令；⑤ 带数据字方式的发送指令；⑥带数据字方式的接收指令；⑦BC至RT的广播传输；⑧RT至 RT的广播传输；⑨不带数据字方式的广播指令；⑩带数据字方式的广播指令。在消息传输时， 以字为单位，每个字16位(不包含同步位和奇偶校验)，共存在指令字、数据字和状态字三 种字格式。关于1553B总线的具体规范可见美国军用标准MIL-STD-1553B或者国家军用 标准GJB-289A。

尽管1553B总线是一种能够满足航空电子可靠和抗恶劣环境要求的互连总线，但是它 仍然可能由于总线故障导致子系统之间无法通信，从而使得任务功能丧失甚至发生事故。而 电缆和连接器是导致总线故障的主要来源之一。类似其它应用于飞机、坦克等平台的有线互 连系统，1553B总线需要经历高温、化学侵蚀、机械力等共同作用的极端环境，在长期使用 情况下，电化的电缆和连接器极易造成故障。根据2000年美国空军调查报告《Review of Federal Programs for Wire System Safety》，在1989-1999十年之间所有与电子设备相 关的飞机事故中，29％的飞机事故是与传输导体(电缆)相关的，14％是与连接器相关。一 旦物理介质(电缆或连接器)受损发生故障，系统之间的数据传输将无法完成。因此，存在 需求来更进一步地保障系统的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种MIL-STD-1553B(简称1553B)总线终端及其冗余备份 方法，使得MIL-STD-1553B总线终端在电缆、耦合器或者终端发生故障致使丧失有线通信 能力情况下仍然能够使用无线技术进行通信，更进一步地保障系统可靠性。

一种MIL-STD-1553B总线终端，与主机连接，用作主机参与MIL-STD-1553B网络 通信的网络适配器，包括有线通信模块、传输层实现模块、无线通信模块；

总线终端通过有线通信模块接入1553B总线，所述的有线通信模块包括数据链路层和 物理层，实现符合1553B总线标准规范的消息传输；

无线通信模块包括数据链路层、安全层、物理层和天线，天线与具有相同冗余备份功能 的总线终端进行无线通信，通过背板总线形式与主机通信；数据链路层、安全层及物理层实 现三层协议，数据链路层采用命令/响应和差错重传结合的消息传输机制，安全层对无线链路 层组成的发送帧进行加密，对物理层的接收数据进行解密，物理层负责数据通过无线方式的 传输；所述的无线通信模块实现1553B消息在无线域中的传输；