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一、1553B技術(shù)背景
MIL-STD-1553是“飛機(jī)內(nèi)部時(shí)分制指令/響應(yīng)式多路傳輸數(shù)據(jù)總線”的代稱，為美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)。上世紀(jì) 60 年代時(shí)，由導(dǎo)航/平顯/武器瞄準(zhǔn)系統(tǒng)（INS/HUD/WACS）組成的綜合火控系統(tǒng)，配上遠(yuǎn)距空射武器，使戰(zhàn)斗機(jī)如虎添翼。但作戰(zhàn)信息數(shù)據(jù)總量暴漲，而設(shè)備間接口各異，互聯(lián)協(xié)同難度大，成為作戰(zhàn)效能的瓶頸。同時(shí)，由于缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)發(fā)、維護(hù)和改進(jìn)的成本不斷上升。于是 1973 年后，美軍方先后公布 MIL-STD-1553A（USAF）標(biāo)準(zhǔn)和 1553B 改進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)。粗略的說(shuō)，單個(gè)機(jī)載電子設(shè)備就類似于計(jì)算機(jī)局域網(wǎng) LAN 中的單個(gè)計(jì)算機(jī)，1553 標(biāo)準(zhǔn)類似于通信協(xié)議，堪稱現(xiàn)代作戰(zhàn)飛機(jī)電子系統(tǒng)的“脊梁骨”。其核心就在于“標(biāo)準(zhǔn)”二字。有了1553B，雷達(dá)光電探測(cè)、導(dǎo)航、本機(jī)傳感、座艙顯示、外掛管理和火控計(jì)算機(jī)等得以完美的聯(lián)結(jié)綜合，構(gòu)成了第三代戰(zhàn)斗機(jī)標(biāo)志性的分布式集中控制系統(tǒng)。F-16A 是采用 1553A 標(biāo)準(zhǔn)的第一種作戰(zhàn)飛機(jī)。
以雷達(dá)為例，之前提到的先進(jìn)的人機(jī)界面，需要火控雷達(dá)具有復(fù)雜的對(duì)外接口，同時(shí)脈沖多普勒雷達(dá)又需要強(qiáng)大的內(nèi)部接口進(jìn)行處理運(yùn)算。如果沒(méi)有1553B這樣先進(jìn)的總線，這兩個(gè)接口的性能都要大打折扣。
二、1553B總線的優(yōu)點(diǎn)
1、線性局域網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
合理的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)使得1553B總線成為航空系統(tǒng)或地面車(chē)輛系統(tǒng)中分布式設(shè)備的理想連接方式。與點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接 相比，它減少了所需電纜、所需空間和系統(tǒng)的重量。便于維護(hù)，易于增加或刪除節(jié)點(diǎn)，提高設(shè)計(jì)靈活性。
2、冗余容錯(cuò)能力
由于其固有的雙通道設(shè)計(jì)，1553B總線通過(guò)在兩個(gè)通道間自動(dòng)切換來(lái)獲得冗余容錯(cuò)能力，提高可靠性。通道的自動(dòng)切換對(duì)軟件透明。
3、支持“啞”節(jié)點(diǎn)和“智能”節(jié)點(diǎn)
1553B總線支持非智能的遠(yuǎn)程終端。這種遠(yuǎn)程終端提供與傳感器和激勵(lì)器的連接接口。十分適合智能中央處理模塊和分布式從屬設(shè)備的連接。
4、高水平的電器保障性能
由于采用了電氣屏蔽和總線耦合方式，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都能夠安全地與網(wǎng)絡(luò)隔離；減少了潛在的損壞計(jì)算機(jī)等設(shè)備的可能性。
5、良好的器件可用性
1553B總線器件的制造工藝滿足了大范圍溫度變化以及軍標(biāo)的要求。器件的商品化使得1553B總線得以廣泛地應(yīng)用在苛刻環(huán)境的項(xiàng)目當(dāng)中。
6、保證了的實(shí)時(shí)可確定性
1553B總線的命令/響應(yīng)的協(xié)議方式保證了實(shí)時(shí)的可確定性。這可能是大多數(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)使命關(guān)鍵系統(tǒng)中選擇1553B總線的最主要的原因。
三、1553B技術(shù)發(fā)展情況
1553B總線具有高速、靈活的特點(diǎn)，通信效率高，修改、擴(kuò)充和維護(hù)簡(jiǎn)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(shí)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(jī)的要求；字長(zhǎng)度 20 比特，數(shù)據(jù)有效長(zhǎng)度 16 比特；半雙工傳輸方式，雙冗余故障容錯(cuò)方式，傳輸媒介為屏蔽雙絞線。
1553B總線的冗余度設(shè)計(jì)，提高了子系統(tǒng)和全系統(tǒng)的可靠性�？偩�本身（包括總線控制器、雙絞線、偶合器等）平均無(wú)故障工作時(shí)間超過(guò) 10,000 小時(shí)，在全系統(tǒng)中基本可忽略其故障率，比殲-8Ⅱ原有聯(lián)結(jié)方式好得多。同時(shí)可以省去殲-8Ⅱ設(shè)備間復(fù)雜繁瑣的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)聯(lián)結(jié)，僅此一項(xiàng)可令全電子系統(tǒng)的重量減輕約 5％，并節(jié)省空間、功耗。數(shù)字傳輸方式與傳統(tǒng)的模電方式相比，速度更快、反應(yīng)時(shí)間更短、保密性更好、抗干擾能力更強(qiáng)，能充分發(fā)揮火控設(shè)備性能。字差錯(cuò)率小于千萬(wàn)分之一。在后勤維護(hù)方面，標(biāo)準(zhǔn)的接口、插卡非常容易拆卸，可以方便的通過(guò)數(shù)字式工具進(jìn)行測(cè)試/虛擬。經(jīng)測(cè)試僅地面測(cè)試一項(xiàng)，就可比以往減少 30% 的維護(hù)工時(shí)。
1553B協(xié)議最初是為空軍設(shè)計(jì)的，隨著1553B總線的優(yōu)越性的不斷體現(xiàn)和武器裝備的升級(jí)換代，1553B協(xié)議已應(yīng)用到各個(gè)兵種，在陸軍和海軍的武器和維護(hù)系統(tǒng)中已開(kāi)始采用1553B總線。
隨著國(guó)防現(xiàn)代化的建設(shè)和武器系統(tǒng)的升級(jí)換代，我軍也開(kāi)始將1553B協(xié)議大量的應(yīng)用到武器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中。但由于1553B協(xié)議的復(fù)雜性和國(guó)內(nèi)整體技術(shù)水平的相對(duì)落后，在1553B協(xié)議的使用中幾乎都是采用國(guó)外的協(xié)議芯片，最常用的為美國(guó)ＤＤＣ公司的協(xié)議芯片。
四、1553B協(xié)議芯片國(guó)產(chǎn)化
基于對(duì)1553B規(guī)范和gjb289a-97的消化理解，通過(guò)FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)MIL-STD－1553B協(xié)議是可行的，目前的科研院所和相關(guān)的單位在這方面作了大量的工作，設(shè)計(jì)出的協(xié)議芯片已經(jīng)能夠完全1553B規(guī)范。恩菲特科技于2005年推出的EP-H31580就是典型的代表，其性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品水平。基于EP-H31580開(kāi)發(fā)的1553B板卡的總線已經(jīng)包括了PCI、PXI/CPCI、VXI、PC/104、PC/104+、PCMCIA等；在多家航空航天和兵器領(lǐng)域的科研院所和生產(chǎn)單位得到了廣泛的應(yīng)用！
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