基于1553B總線電纜網絡自動測試系統設計及研究

系統功能模塊

　　本系統的某些模塊可以直接選用現有模塊來實現，采用穩定性很好的工控機來實現；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（實現測試結果報表的打印輸出），并結合測試界面軟件來實現；數據采集以及阻抗分析模塊采用具有編程接口的數字示波器來實現。

　　專用測試控制器

　　1553B總線電纜網絡專用測試控制器有兩大功能：作為電纜測試的信號源，產生測試用的標準1553B數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。珠海歐比特公司自主研發的S698 IP核是一款可裁減的基于AMBA總線架構的內核，片內帶有豐富的外設，具有很好的可靠性，已廣泛運用于航空航天領域。1553B IP核也是歐比特公司專門為航空、航天測控網絡中的設備開發的符合1553B協議的總線控制器模塊。1553B軟核在FPGA內部實現全部MIL-STD-1553B總線協議的硬件解析，但1553B信號電平的邏輯轉換、驅動需要在外部通過收發驅動器實現。這里選用HOLT公司的1553B總線收發驅動器HI-1573進行設計。

　　1553B總線上的信息是以消息（Message）的形式調制成曼徹斯特碼進行傳輸的。每條消息最長由32個字組成，所有的字分為三類：命令字、數據字和狀態字。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字，先負后正為數據字。

　　綜合考慮系統的功能需求，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;數據存儲器采用了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。

　　通道切換開關模塊主要完成激勵信號選擇性輸入到被測網絡以及選擇性采集被測網絡上的數據信號，因此用于選擇導通的開關必須具有導通電阻小、導通電容小等特性，從而極大減小開關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總線電纜網絡的接入測試，接口面板按照可接入32路1553B總線電纜網絡端點的需求來設計，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總線終端設備功能測試模塊

　　此模塊主要是完成終端設備的功能測試，模擬一個終端設備工作在BC/RT/BM模式下，跟總線網絡上其它所有的終端設備進行各種數據通信，從而測試被測終端設備的各個功能是否正常。EMBC1000-PCI1553B-EI功能強大，并提供VC++環境下的接口函數，易于系統集成。它具有以下功能特點：

　　1.操作方式、寄存器設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等外設接口，從而實現對1553B總線終端設備功能側測試設備EMBC1000-PCI1553B-EI、實現數據采集的泰克數字示波器以及1553B總線網絡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S698處理器對1553B控制器的控制，包括數據的發送和接收等，采用標準C編程，程序調試在歐比特公司開發的針對SPAR V8標準架構處理器的開發環境Orin5.0上完成。

　　結語

　　本文介紹了如何實現對1553B總線電纜網絡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。下面列舉一些數據：MIL-STD-1553B 是數字命令/響應式時分制多路傳輸數據總線，傳輸速率 1M 比特/秒，足以滿足第三代作戰飛機的要求；字長度 20 比特，數據有效長度 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總線的冗余度設計，提高了子系統和全系統的可靠性。