關鍵字：1553B總線 自動測試系統
1553B總線電纜網絡
MIL-STD-1553B總線全稱為飛行器內部時分命令/響應多路數據總線（Aircraft Internal Time Division Command/Response Multiplex Data Bu），它是由美國SAE的AE-9E委員會在軍方和工業界的支持下，我國與之對應的標準是GJB289A-97.目前，此標準已經在軍用飛機、軍用艦艇、陸軍武器及工業方面得到了廣泛的應用。
MIL-STD-1553B總線全稱是：飛機內部時分制指令/響應式多路傳輸數據總線，采用可屏蔽雙絞線傳輸數據，以串行數字脈沖形式傳輸信號，其碼元數據采用雙相曼徹斯特碼表示，傳輸速率為1Mbit/s。一個完整的1553B電纜網絡（如圖1所示）包括主總線（主干部分）、短接線（連接于各個終端的分支部分）、耦合器（主總線與短接線的連接點）、終止器（連接于主總線兩端）。
作為當前宇航電子設備首選的數據總線，國軍標以及美軍標對1553B總線的測試檢驗都作了詳細說明。依照GJB5186.5、SAE4115以及MIL-STD-1553B標準，1553B總線電纜網絡的測試檢驗需要進行：網絡連續性、網絡動態故障測試、網絡數據鏈路完整性測試、波形測試—網絡定性分析、波形畸變值Vmin、過零點畸變Zcross、波形對稱性RtZero等。
其實，測試系統可配置為一個智能的1553B終端測試設備。它可以連接在1553B總線網絡的任意一個終端上，然后通過軟件控制可以任意工作在BC/RT/BM模式，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。同時在進行終端設備功能測試時，系統可以注入或檢測數據字錯誤、命令字錯誤等各種通信錯誤，從而可以快捷而準確地定位被測終端的功能故障。
1553B總線電纜網絡自動測試系統
1553B總線的工作頻率是1 Mb/s 。采用曼徹斯特II碼，半雙工工作方式。主要的硬件部分為總線控制器（BC）、遠端終端（RT）和可選用的總線監控器（MT）。一般情況下，這3部分通過1個多路總線接口（MBI）來完成。可把MBI嵌在計算機內。該總線有10種消息格式。每個消息至少包含2個字，每個字有16個消息位，1個奇偶校驗位和3個位長的同步頭，所有的消息字都采用曼徹斯特II碼構成。
1553B總線電纜網絡自動測試系統有效地解決了以上問題，可以對1553B總線電纜網絡進行全面的定量、定性測試分析，整個過程全自動完成，無須人工干預，最終形成詳細的測試分析報告，可大大提高測試效率以及可靠性。
系統設計
本系統采用柜式結構，模塊化設計，主要包括有系統人機交互界面，系統控制處理器，1553B總線測試專用控制器，數據采集模塊，測試接口面板（實現被測網絡的接入）以及打印機（測試結果報表打印）。圖2是整個系統的功能框圖。
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。