MIL-STD-1553B资源整合板块

hanxiao258

本版块公告：
1.关于MIL-STD-1553B的基础知识；
2.MIL-STD-1553B应用领域；
3.MIL-STD-1553B板卡设计及芯片介绍；
4.MIL-STD-1553B著名品牌，及国内市场介绍；
5.配套软件的使用及各品牌的优势；
6.MIL-STD-1553B相关的接口配件；
7.MIL-STD-1553B发展前景展望。
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hanxiao258

关于1553B 总线

MIL-STD-1553B 总线原本是美军航空电子综合系统的标准总线，被用来为各种系统之间的数据和信息的交换提供媒介，它类似“局域网或者LAN”，以其优异的性能在航空、航天、航海和其他武器装备上得到广泛的应用，有“一网盖三军”之称。国内对其进行了跟踪研究，制定了相应的国军标GJB289A，并已应用于国产先进战斗机中。
1． 1553B 的起源
二十世纪60 年代以前，航空电子学是简单、独立的系统，航空、通信、飞行控制和显示器由模拟系统构成；信号主要由模拟电压、同-异步信号和接触式开关构成。上世纪60 年代，由导航/平显/武器瞄准系统(INS/HUD/WACS)组成的综合火控系统，配上远距空射武器，使战斗机如虎添翼。但作战信息数据总量暴涨，而设备间接口各异，互联协同难度大，成为作战效能的瓶颈。同时，由于缺乏统一标准，开发、维护和改进的成本不断上升。另一方面，为了减少系统所需要的“黑箱子”数量，在各系统之间共享信息也变得越来越需要了。
随着数字技术的出现，数字计算机已应用到航空设备系统中，然而需要数模转换仍限制其在此领域的广泛应用。随着技术的不断完善和发展，航空电子设备系统也变成数字化了；然而航空电子设备之间的通信仍然十分复杂和凌乱，且需要不同的硬件接口来应付不同的航空设备（如图一）；在不同的航空设备接口连线也十分复杂和混乱，安全性能也不高。为了简化这一状况，就提出了数据总线，即在不同的时刻和不同的航空电子设备之间能相互通信
（如图二）。
                  
图一                                      图二
1973 年8 月美国军方和政府公布了MIL-STD-1553（USAF）标准，军方首次在F-16 战斗机中采用此标准；随着技术的改进和完善，在1975 年公布了改进版MIL-STD-1553A，该“A”版标准仍使用在美国空军F-16 战斗机和新型攻击直升机阿帕奇AH-64A。1978 年公布了MIL-STD-1553B 标准并“冻结”该标准，该标准一直引用到现在。但在1980 年后，美国空军又在此标准上改进一些，推出MIL-STD-1553 Notice 1；由于该标准限制较多，在1986年又出MIL-STD-1553 Notice２；但标准仍以MIL-STD-1553B 为主。
粗略的说，单个机载电子设备就类似于计算机局域网LAN 中的单个计算机，通过1553总线就可把各个机载电子设备组成1 个网络，而1553 标准就类似于通信协议，堪称现代作战飞机电子系统的“脊梁骨”。其核心就在于“标准”二字。有了1553，雷达、光电探测、导航、本机传感、座舱显示、外挂管理和火控计算机等得以完美的联结综合，构成了第三代战斗机标志性的分布式集中控制系统。
2．MIL-STD-1553 总线的主要特征
MIL-STD-1553 总线的传输速度为每秒1M 比特，字的长度为20 个比特，数据有效长度为16 个比特，信息量最大长度为32 个字，传输方式为半双工方式，传输协议为命令/响应方式，故障容错有典型的双冗余方式，第二条总线处于热备份状态；信息格式有BC 到RT、RT 到BC、RT 到RT、广播方式和系统控制方式；能挂31 个远置终端，终端类型有总线控制器（BC）、远置终端（RT）和总线监听器（BM）；传输媒介为屏蔽双绞线。MIL-STD-1553总线耦合方式有直接耦合和变压器耦合。直接耦合方式（如图三）最长距离为1 英尺（约30.5 厘米），输入电平需要1.2 伏到20.0 伏，输出电压为6.0 伏到9.0 伏；而变压器耦合方式（如图四）最长距离为20 英尺（约6.10 米），输入电平需要0.86 伏到14.0 伏，输出电压为18.0 伏到27.0 伏。

图三 直接耦合方式

图四 变压器耦合方式
3．传输协议和帧传输格式
构成MIL-STD-1553 传输协议有三要素：命令字、数据字和状态字；每个字的长度为20位比特，且由3 部分组成：同步域（3 个比特位）、消息块（16 个比特位）和奇偶位（1 个比特位）。在同步域中（第1 到第3 位）1 个半比特位为高电平，1 个半比特位为低电平；命令字和状态字在同步域中相同，先高电平再为低电平；而数据字则相反，先低电平再为高电平。在消息块中（第4 到第19 位）它们之间都不相同；第20 位为奇偶位。
帧传输方式可分为两部分：帧传输方式和广播帧传输方式。在帧传输方式中有六种帧传输格式，分别为BC 到RT、RT 到BC、RT 到RT 和命令模式三种（即不带数据的命令模式、带数据发送的命令模式和带数据接受的命令模式）；在广播帧传输方式中有四种广播帧传输格式，分别为BC 到RT、RT 到RT 和广播命令模式二种（不带数据的广播命令模式和带数据的广播命令模式）。详细帧传输格式如图五、图六所示：

图五 帧传输方式

图六 广播帧传输方式
传输过程中各种字所需的时间：命令字、状态字和数据字均为20 微妙，响应时间最长为12 微妙。不同帧与帧之间传输是有时间间隔的，一般时间间隔为10 到_______30 微妙；在今天广泛应用中，典型使用的主帧时间一般为40～640 毫秒。
4．国内1553B 情况
新中国空军的装配和战斗机的研制技术都起源于前苏联，这一点是我们不得不承认的。因此，在很长一段时期内，中国的战斗机都会留下前苏联战斗机的痕迹。西方从第三代战斗机开始，在航电设计上都遵循了模块化设计、1553B 总线、武器通用的外挂管理、雷达火控系统等特点。前苏联的战斗机在航电设计上存在很多弊病，主要原因在于前苏联的大规模集成电路技术远远落后于西方。于是前苏联的设计师们就用强大的整合能力将很多落后的元器件组成一套满足作战需求的电子设备系统，虽然这能够解决一时之需，但是从使用上看也存在着维护、升级方面的困难——从某种角度讲中国的战斗机也存在这种问题。上世纪八十年代初，中国装配空军的主流战斗机是歼-8Ⅱ。由于歼-8Ⅱ机载设备的落后直接影响到该机总体性能的发挥，使歼-8Ⅱ在现代条件下生存率大幅降低。当时中国的防空面对苏联空军高空高速战略侦察机几乎无能为力，而苏联空军MIG－29、31，TU－22M3等高性能飞机的服役，使中国空军感到来自北方的空中压力日益沉重。
基于上述原因，中国希望能引进国外先进技术改良歼-8Ⅱ。此时期正是中国与西方军事合作的“蜜月期”，1986 年中国与美国政府达成协议，同前格鲁曼公司合作改良歼8-II，这就是内部代号“八号工程”，对外名为“和平典范（PEACE PEARL）”的合作计划。该计划的主要内容是，美国对中国的55 架歼-8II 型战斗机进行现代化改装，包括安装现代化的雷达、火控系统、标准数据总线等设备，使之具备现代化战斗机的作战能力，中国方面提供了两架原型机远赴美国进行改装。当年歼-8II 加装美国航电设备是1000 万美元一套。美方声称，经过美国先进技术整和后的歼-8Ⅱ，其基本性能与F－16/79 相当。中国空军希望用改装了的歼8-II 装备部署在中苏边境附近的航空兵师，以防止前苏空军的可能入侵。“六四”后，这一计划随之受阻、流产。
格鲁曼公司对歼8-II 战斗机改进的核心就在于引进了1553B 数据总线。 1553B 总线具有高速、灵活的特点，通信效率高，修改、扩充和维护简便。1553B 总线的冗余度设计，提高了子系统和全系统的可靠性。总线本身（包括总线控制器、双绞线、偶合器等）平均无故障工作时间超过10000 小时，在全系统中基本可忽略其故障率。采用1553B 总线的连接方式就比歼-8Ⅱ上原有联结方式好得多，同时可以省去歼-8Ⅱ设备间复杂繁琐的点对点联结，仅此一项可令全电子系统的重量减轻约5％，并节省空间、耗电。在后勤维护方面，标准的接口、插卡非常容易拆卸，可以方便的通过数字式工具进行测试/虚拟。仅地面测试一项，就可比以往减少30%的维护工时。
“和平典范” 计划使中国第一次真正获得了西方的航电观念，从公开展示的歼7MG、歼8-IIM、超7（枭龙/FC-1 型）等战斗机及一些日常报道来看，中国的航电确实是在向西方标准靠拢。军方于1997 年推出了国军标GJB289A-97《飞机内部时分制指令/响应型多路传输数据总线要求》，这实际上就是美国的1553B 标准。这一切表明：尽管“和平典范”计划夭折，中国已经接受了“和平典范”计划带来的西方航电设计观念，并确立了1553B的标准地位。
1553B 标准决定了不同厂商的航空电子设备的规范化、标准化，有助解决我国航空工业的一些问题。基于1553B在航电中的地位和重要性，国家投入了大量的人力和物力进行1553B技术的公关，已研制成功具有自主知识产权的1553B 总线协议接口芯片（专用）。目前，国内1553B 产品的市场份额应不低于5000 万左右，而且至少在未来十年内，1553B产品的市场将保持快速的增长。虽然，国内已推出了1553B 总线协议接口芯片，但由于其专用的局限性，使之不能被广泛的应用。因此，国内1553B 产品的市场被DDC、Condor、SBS、Excalibur System 等国外公司抢去了将近80%。国内开展1553B 研究的单位较多，几乎都采用国外1553B 总线协议接口芯片的方式。由于国外1553B 总线协议接口芯片价格昂贵（1个带冗余的1553B 接口通道价格接近2 万人民币）、使用复杂，很难把其功能全部实现。因此，国内单位进行的1553B 研究都几乎是自用，不能形成产品在市场上推广使用。
（注：文中的图片可以留电邮我给你发过去）

hanxiao258

我有MIL-STD-1553B标准，是英文版的，如有人需要请留言或联系方式。MIL-STD-1553B学习和设计，钻研MIL-STD-1553B标准应该是第一步！

hanxiao258

随着MIL-STD-1553B技术的不断成熟，MIL-STD-1553B应用领域越来越广泛，由原来的航空领域专用，现在已经应用在：航天、人造卫星、国际空间站、导弹、特种车辆、石油勘探、地面测试设备等等领域。
所以，MIL-STD-1553B是技术工程师研究的一个好的方向，它现在不会过时，再过上十几年也过不了时。

hanxiao258

目前MIL-STD-1553B板卡设计比较成熟的要数用DDC的芯片，例如，BU-61580等作为主芯片的设计，我有相关的文献资料，有需要的朋友可以跟我交流，价格不低；
另外，UTMC芯片，主要应用在航天等要求比较高的领域的MIL-STD-1553B板卡设计，此品牌大都是应用在抗辐射领域。当然价格也不菲；
还有，就是HOLT这个品牌的芯片，能满足MIL-STD-1553B板卡设计的一般功能，价格适中，实验可选。
本人在这方面有一定的了解，如有需要沟通的请与我交流！

jonluo

收到

我是做1553测试仪的

fg32152128

图片都挂掉了，呵呵

zhhk

《MIL-STD-1553的换代产品并将成为下一代军用数据总线》 参见：http://www.zhhktech.com/web/show.asp?ID=517