일명 MILSTD1553B 버스는 미군이 항공기 장비에 대해 특별히 제정한 정보 전송 버스 표준, 즉 장치 간 전송을 위한 프로토콜입니다. 각국은 자국의 상황에 따라 미국의 기준을 참고해 자체 버스 협정을 제정한다. 관련 회사는 이와 동일한 프로토콜 표준에 따라 해당 버스 인터페이스 모듈을 개발했습니다.
1553B 버스는 1 Mb/s 로 작동합니다. 맨체스터 II 코드, 반이중 작동 방식을 사용합니다. 주요 하드웨어 부분은 버스 컨트롤러 (BC), 원격 터미널 (RT) 및 버스 모니터 (MT) 입니다. 일반적으로 이 3 부는 다중 채널 버스 인터페이스 (MBI) 를 통해 수행됩니다. MBI 를 컴퓨터에 내장할 수 있습니다. 버스에는 10 가지 메시지 형식이 있습니다. 각 메시지에는 각각 16 개의 메시지 비트, 1 개의 패리티 비트 및 3 비트 길이의 동기화 헤더가 있는 최소 2 개의 단어가 포함되어 있으며, 모든 메시지는 맨체스터 II 코드로 구성되어 있습니다.
1553B 데이터 버스는 명령/응답형 통신 프로토콜을 사용합니다. 그는 다음과 같은 세 가지 유형의 터미널을 가지고 있습니다.
(1) 버스 컨트롤러 (BC)
그는 버스에서 데이터 전송 설정 및 시작 작업을 수행하도록 예약된 유일한 터미널입니다.
(2) 원격 터미널 (RT)
그는 BC 의 통제하에 데이터를 추출하거나 흡수하는 사용자 하위 시스템과 데이터 버스 간 인터페이스입니다.
(3) 버스 모니터 (MT)
그는 버스의 정보 전송을 "모니터링" 하여 버스의 데이터 소스 기록 및 분석을 완료했지만 버스 통신에 참여하지 않았습니다.
MIL-STD-1553B 기술 배경
MIL-STD-1553 은' 항공기 내부 시분할 명령/응답 멀티플렉싱 데이터 버스' 의 대명사로 미국 군용입니다 1960 년대에는 내비게이션/평현/무기 조준시스템 (INS/HUD/WACS) 으로 구성된 종합 화재 통제 시스템과 장거리 항공무기를 갖추어 전투기를 더욱 강화했다. 그러나 작전 정보 데이터의 총량이 폭등했고, 설비간 인터페이스가 각기 다르고, 상호 연결 협동이 어려워 작전 효능의 병목 현상이 되고 있다. 이와 함께 통일기준 부족으로 개발, 유지 관리 및 개선 비용이 지속적으로 상승하고 있습니다. 이에 따라 1973 년 이후 미군측은 MIL-STD-1553A(USAF) 표준과 1553B 개선 기준을 발표했다. 대충 말하자면, 단일 공수 전자 장치는 컴퓨터 LAN LAN 의 단일 컴퓨터와 비슷하고, 1553 표준은 통신 프로토콜과 유사하며, 현대 전투기의 전자 시스템의' 등뼈' 라고 할 수 있다. 핵심은' 표준' 이라는 단어다. 1553B 를 통해 레이더 광전 탐지, 내비게이션, 네이티브 감지, 곤돌라 디스플레이, 플러그인 관리, 화재 제어 컴퓨터 등이 완벽하게 결합되어 제 3 세대 전투기의 트레이드마크인 분산 중앙 집중식 제어 시스템을 구성합니다. F-16A 는 1553A 표준을 채택한 최초의 전투기이다. 레이더를 예로 들자면 앞서 언급한 첨단 인간-기계 인터페이스는 화재 통제 레이더가 복잡한 외부 인터페이스를 가지고 있어야 하며, 펄스 도플러 레이더는 처리 작업을 위한 강력한 내부 인터페이스가 필요합니다. 1553B 와 같은 고급 버스가 없다면, 두 인터페이스 모두 성능을 크게 떨어뜨려야 한다.
1553B 사양 및 gjb289a-97 에 대한 소화 이해를 바탕으로 FPGA 를 통해 MIL-STD-1553B 프로토콜을 구현할 수 있습니다 Enfitt Technology 가 2005 년에 출시한 EP-H31580 은 대표적인 대표이며, 그 성능 지표는 외국의 유사 제품 수준에 도달했다.
EP-H31580 에서 개발한 1553B 카드 기반 버스에는 이미 PCI, PXI/CPCI, VXI, PC/104, PC/104+, PCMCIA 등이 포함되어 있습니다. 여러 항공 우주와 병기 분야의 과학연구소와 생산기관이 광범위하게 응용되었다! 1553B 버스는 분산 처리, 중앙 집중식 제어 및 실시간 응답이 특징인 중앙 집중식 시분할 직렬 버스입니다. 신뢰성 메커니즘에는 오류 방지 기능, 내결함성, 오류 감지 및 위치 지정, 오류 격리, 오류 수정, 시스템 모니터링 및 시스템 복구 기능이 포함됩니다. 이중 중복 시스템을 사용하면 두 개의 전송 채널이 있어 내결함성과 오류 격리가 보장됩니다. 통합 1553B 버스에는 다음과 같은 특징이 있습니다.
1, 실시간 성능, 1553B 버스의 데이터 전송 속도는 1Mbps, 메시지당 최대 32 자로 고정 메시지를 전송하는 데 걸리는 시간이 짧습니다. 데이터 전송 속도가 일반 통신망보다 높다.
2, 합리적인 오류 제어 조치 및 고유한 명령, 데이터 전송의 무결성을 보장하기 위해 1553B 는 합리적인 오류 제어 조치, 즉 피드백 재전송 오류 수정 방법을 사용합니다. BC 가 RT 에 명령을 실행하거나 메시지를 보낼 때 터미널은 지정된 응답 시간 내에 상태 단어를 반송해야 하며, 전송된 메시지가 잘못된 경우 터미널은 상태 단어를 반송하는 것을 거부하여 마지막 메시지 전송이 유효하지 않음을 보고합니다. 고유한 방법 명령을 사용하면 시스템에서 데이터 통신 제어 작업을 수행할 수 있을 뿐만 아니라 장애 상황을 확인하고 내결함성 관리 기능을 완료할 수 있습니다.
3, 버스 효율입니다. 버스 형태의 토폴로지는 버스 효율성에 대한 요구가 높습니다. 따라서 1553B 는 명령 응답 시간, 메시지 간격 시간, 메시지당 전송되는 최대 및 최소 블록 길이 등 버스 효율성 지표와 관련된 일부 필수 요구 사항에 대해 엄격한 제한이 있습니다.
4, 명령/응답 및 "브로드캐스트" 통신 방식을 통해 BC 는 모든 RT 에 "브로드캐스트" 방식으로 시간 동기화 메시지를 보낼 수 있으므로 버스의 모든 메시지 전송은 버스 컨트롤러에서 실행된 명령에 의해 제어되며 관련 터미널은 명령에 응답하고 작업을 수행해야 합니다. 이 방법은 중앙 집중식 제어를 위한 분산 처리 시스템에 적합합니다. 그러나 1553B 버스는 가격이 비싸서 산업 분야에서의 보편적인 응용을 제한한다.
전기 특성
버스 통신 미디어에는 두 와이어로 꼬인 차폐 케이블, 버스 끝 일치 저항, 버스 결합 변압기, 송수신기 등이 포함됩니다.
MIL-STD-1553B 표준에는 직접 결합 짧은 연결 방법과 변압기 결합 짧은 연결 방법의 두 가지 결합 방법이 명시되어 있습니다.
데이터 형식
버스에서 전송되는 기본 정보는 단어입니다. 명령 단어, 상태 단어 및 데이터 단어의 세 가지 유형의 단어가 있습니다. 각 단어의 길이는 3 비트 동기화 헤더, 16 비트 유효 정보 및 패리티 비트를 포함하여 20 비트입니다. 1553B 버스의 정보는 메시지 (Message) 형식으로 맨체스터 코드로 변조되어 전송됩니다. 각 메시지는 최대 32 자로 구성되며 모든 단어는 명령 단어, 데이터 단어 및 상태 단어의 세 가지 범주로 나뉩니다. 각 단어의 길이는 20 자리, 유효한 정보 비트는 16 자리, 각 단어의 처음 3 자리는 단어의 동기화 문자, 마지막 1 비트는 패리티 비트입니다. 유효 정보 (16 비트) 및 패리티 비트는 버스에서 맨체스터 코드로 전송되며 1 비트 전송 시간은 1 uS (즉 코드 속도 1MHz) 입니다. 동기화자 헤더는 3 자리, 앞뒤 음수는 명령과 상태자, 선착순, 양수는 데이터자이다.
세 가지 단어 유형 중 각 메시지의 시작 부분에 있는 명령어는 해당 전송에 대한 구체적인 요구 사항을 규정합니다. 상태 단어는 RT 에서만 실행할 수 있으며, 그 내용은 BC 에서 실행된 유효한 명령에 대한 RT 의 피드백을 나타냅니다. BC 는 상태자의 내용에 따라 다음 단계에 어떤 조치를 취할 것인지 결정할 수 있다. 데이터 단어는 BC 에서 RT 로, 한 RT 에서 BC 로, 또는 한 RT 에서 다른 RT 로 전송할 수 있습니다. 그 내용은 전송된 데이터를 나타냅니다.
1553B 버스의 메시지 전송 프로세스는 버스 컨트롤러가 터미널에 수신/전송 명령을 게시하고 터미널이 지정된 응답 시간 범위 내에 상태 단어를 보내고 메시지 수신/전송을 수행하는 것입니다. BC 는 RT 가 응답한 상태 단어를 수락하여 전송이 성공했는지 확인하고 후속 조치를 취합니다.
메시지는 1553B 버스 통신을 구성하는 기본 단위입니다. 특정 기능을 완료해야 하는 경우 여러 메시지를 구성하여 프레임 (프레임) 이라는 새로운 구조를 만들어야 합니다. 프레임의 구조는 그림 2 에 나와 있습니다. 그림에서 메시지를 완료하는 시간을 메시지 시간, 두 메시지 사이의 간격을 메시지 간격 시간, 한 프레임을 완료하는 시간을 프레임 시간이라고 합니다. 실제 응용에서는 이 세 가지 시간을 모두 프로그래밍할 수 있다. 군사적 필요에 따라 현재 무기에 있는 전자장비가 증가하고 있으며, 어떻게 전자설비를 효과적으로 종합할 수 있는지, 이를 자원과 기능의 종합에 이르게 하는 것은 이미 무기 발전의 필연적인 요구 사항이 되었다. (윌리엄 셰익스피어, 윈스턴, 전쟁명언) (윌리엄 셰익스피어, 윈스턴, 전쟁명언) 무기 통합 전자 시스템의 기초는 데이터 버스 구조를 채택하여 데이터 버스를 이용하여 프로세서 (하드웨어 및 소프트웨어 포함), 정보 전송 및 제어를 통해 3 개의 하위 시스템을 다양한 작업에 * * * 사용할 수 있도록 하는 것입니다. 이렇게 하면 무기 설비의 부피와 무게를 줄이고, 무기 시스템의 신뢰성을 높이고, 비용을 절감하는 등의 장점이 있다. 현대 무기의 자체 통신 시스템에 대한 요구 사항은 일반적으로 다음과 같습니다.
첫째, 하위 시스템 간의 데이터 전송을 효과적으로 수행하고 특정 통신 특성을 충족시킬 수 있습니다.
둘째, 통신 서브시스템은 상대적으로 독립적으로 작동하여 애플리케이션 소프트웨어에 최대한 투명하고 호스트 시간을 최대한 적게 차지합니다.
셋째, 통신 시스템이 유연하고 쉽게 수정할 수 있습니다.
넷째, 통신 서브시스템은 간섭 방지 기능이 강하다.
< P > 1553B 버스의 우수한 성능은 위의 몇 가지 요구 사항을 정확히 충족하여 현대 무기 시스템에서 점점 더 많은 주목을 받고 있으며 전차, 선박, 비행기 등 무기 플랫폼의 전자 시스템의 주요 작업 기둥이 되었습니다.
항공 전자 시스템에는 일반적으로 10 개 이상의 공수 컴퓨터 하위 시스템이 포함되어 있으며, 각 하위 시스템 간의 데이터 통신을 효과적으로 실현하는 방법은 전체 항공 시스템의 성패에 중요한 역할을 합니다. 1973 년 미국이 군사표준인 MIL-STD-1553B 버스를 발표한 이후 공군에 빠르게 적용돼 F-16, F-18, B-1, AV-SB 등 다양한 항공기에 적용됐다.
현재 세계에서 군용 기준과 전문 함용 전술 데이터 버스로 여러 가지가 있지만 가장 많이 사용되는 것은 미국을 밀어야 하는 mil-STD-1553b 입니다. 1553B 의 전송 매체는 동축 케이블, 차폐 연선 등이 있으며 변압기 연근이나 직접 연근을 통해 터미널에 연근을 버스에 결합한다. 이러한 데이터 버스의 전송 속도, 전송 거리, 원격 터미널 수는 다양한 중소형 함정과 잠수함 시스템 통신의 요구 사항을 더 잘 충족시킬 수 있기 때문에 응용이 매우 보편적이다.
군용 차량 및 각종 병거는 육군 지상 무기의 작전 플랫폼으로서 강한 진동, 고소음, 먼지가 많고 온도 변화가 심한 열악한 환경에서 자주 작동한다. 따라서 내부 전자 장치 간의 데이터 통신에는 높은 신뢰성, 잔존성 및 내결함성을 위해 엄격한 장애 감지가 필요합니다. 실시간 측면에서, 전력 시스템 통합 제어는 엔진과 변속기를 개별적으로 제어해야 하며, 둘 사이의 데이터 통신에는 한 메시지의 최대 응답 시간이 일반적으로 매우 짧아야 엔진과 변속기에 대한 실시간 제어가 가능하므로 전체 전력 시스템의 종합 성능을 향상시킬 수 있습니다. 또한 프로토콜 단순성, 짧은 프레임 정보 전송, 정보 교환 빈도, 네트워크 로드 안정성, 높은 보안, 높은 가격 대비 성능 등 데이터 통신에 대한 특수한 요구 사항도 있습니다. 1553B 버스는 높은 신뢰성과 우수한 실시간을 갖추고 있으며, 동력 전동 일체화 제어라는 데이터 통신 종류, 데이터 양, 실시간 요구 사항, 네트워크 노드가 적은 시스템에 대해 1553B 버스는 기존의 대부분의 버스보다 더 많은 성능 우위를 가지고 있습니다.
1553B 버스 무기 통신 시스템 애플리케이션의 핵심 기술은 일반적으로 다음과 같습니다.
하나는 버스 인터페이스 하드웨어 및 소프트웨어 설계입니다.
인터페이스 카드 또는 인터페이스 컨트롤러 형식으로 무기의 각 하위 시스템에 대한 하드웨어 연결. 동시에, 정보 및 자원의 * * * 향유를 통해, 무기의 작전 목표에 따라 애플리케이션 계층에서 기능 통합을 진정으로 실현하는 전송 계층 소프트웨어와 구동 계층 소프트웨어를 포함한 적절한 통신 제어 소프트웨어를 작성해야 합니다.
두 번째는 인터페이스 제어 파일 (Interface Control Document 약어 ICD) 입니다. ICD 는 1553B 데이터 버스를 통해 무기의 각 전자 장치 간에 상호 연결된 인터페이스 신호로 구성됩니다. 무기의 제어 정책 및 제어 목표에 따라 버스에서 전송되는 주기적 데이터와 임의 데이터를 결정하는 요구 사항을 충족하는 ICD 파일을 작성해야 합니다. 그래야만 데이터 흐름 간의 상호 관계를 결정하고, 효율적인 실현 기능을 종합하고, 무기의 작전 성능을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
3 은 버스 테이블입니다. 버스 테이블은 한 주기 동안 전송할 수 있는 모든 버스 명령 세트입니다. 무기 플랫폼의 제어 요구 사항에 따라 일정 기간 동안 전송되는 명령 및 메시지 대기열을 결정하고, 크기 주기에 따라 시간 슬라이스를 나누고, 메시지 대기열을 정렬하고 최적화하며, 버스 로드 균형을 맞추고, 버스 활용도 및 데이터 전송의 실시간을 높입니다.