1553B总线数据采集、记录与处理技术

1553B总线在现代飞机航空电子系统及其他领域有着广泛的应用，机载航空电子系统方面的试飞任务越来越多，因此1553B总线数据的采集、记录、处理技术成为试飞测试中的关键技术之一。由于1553B总线数据速率高、数据量大、数据结构复杂、数据类型多、处理要求多样，使得总线数据处理成为现代飞机试飞数据处理的重点和难点之一。

1、1553B总线简介
1553B总线是飞机内部的时分、指令/应答多路传输总线。在航空电子系统中, 通过1553B 总线可连接多达32个子系统（或称终端RT），完成各子系统的通信和数据交换，以实现各子系统的集中控制和显示。为了提高可靠性，一般都采用双余度总线结构。现代飞机典型的航空电子系统及1553B总线应用框图如图1所示。

图1航空电子系统及1553B总线应用框图

1.1 1553B总线字格式
1553B总线字分为: 命令字、数据字、状态字。
命令字是由同步头、远程终端地址字段、发送/接收位、子地址/方式字段、数据字个数/方式代码字段及奇偶位组成。
数据字是由同步头、数据段和奇偶位组成。
状态字是由同步头、远程终端地址、消息差错位、测试位、服务请求位、3位备用位、广播命令接收位、忙位、子系统标志位、动态总线控制接收位、终端标志位及奇偶位组成。

1553B总线字格式: 每个字的字长为16个二进制位的有效值长度加同步头和奇偶位共20个二进制位的长度, PCM化后, 去掉同步头和奇偶位, 16位有效位的格式符合标准GJB289-87。

1.2 通信方式
总线系统中传输的消息格式有10 种, 这里仅介绍应用层的3种信息传输方式。

1.2.1 总线控制器向远程终端的传输
总线控制器向远程终端发出一个接收指令及数据字, 远程终端回送一个状态字, 指令字和数据字没有间隔的连续发送。

1.2.2 远程终端向总线控制器的传输
总线控制器向远程终端发出一个发送指令, 远程终端回送一个状态字后, 继之以规定数目的数据字、状态字和数据字没有间隔地连续发送。

1.2.3 远程终端向远程终端的传输
总线控制器向远程终端a发出一个接收指令, 紧接着向远程终端b发出一个发送指令, 远程终端b发出一个状态字, 继之以规定数目的数据字、状态字和数据字没有间隔地连续发送。远程终端a接收到数据字后, 回送一个状态字。

2 1553B总线数据的机载采集与记录

2.1 1553B总线数据的采集与记录方式

1553B总线数据采集有两种方式：选择采集和100%采集方式。

1553B总线数据选择采集是指由试飞工程师按总线字的定义（总线号、远程终端RT号、子地址SA、逻辑块），从总线上挑选需要的命令字、状态字、数据字。对挑选的总线字，格式化为4个连续的PCM字，其中总线字格式化为2个PCM字，另两个为时间标识字，描述该总线字在总线上的精确时间。这些PCM字经1553B专用采集器采集后形成一条选择的1553B数据流，通过RS422串行口到通用采集器，与其他测试数据合并形成一条主PCM数据流，供遥测发射到地面进行实时监控及机载记录。

1553B总线数据的100%采集是指同时采集多条多余度（一般为两条双余度）1553B总线上的全部信息。采集到的每个20位总线字（包括命令字、状态字、数据字），去掉3位同步头和1位奇偶校验位后的16位有效位，被转换为两个连续的PCM字。在总线消息间隔处加入填充字，在总线消息的命令字后插入时间标识字（包括时、分、秒、毫秒、微秒），标明该消息到达的准确时间，同时在状态字之前插入消息响应时间。然后把这些PCM字按IRIG-106遥测标准格式，经过专用采集器采集后形成一条PCM化的100%采集的1553B总线数据流，供机载记录器记录。

随着记录技术的发展，还有一种直接采集、记录方式也在广泛应用，该方式一般通过具有1553B总线数据100%采集功能的记录器完成。1553B总线数据不再需要1553B专用采集器，也不需要转换为PCM格式，而是由记录器直接采集，按1553B消息块格式记录到磁带机上。1553B总线数据的采集和记录如图2所示。

图２ 1553B总线数据的机载采集、记录框图

2.2 1553B总线采集器与记录器
1553B总线数据采集器用于采集飞机上1553B数据总线中信息，完成以下功能：
①获取多条符合1553B标准的总线数据；
②将每条总线的信息100%采集后分别形成一条PCM数据流输出；
③通过用户定义选择多条总线上的部分总线信息（包括逻辑块中的数据字），形成一条混合的选择数据流输出；
④在输出数据流中对总线信息进行时间标识。
1553B总线采集器在总线系统中，只起监视作用，不参与总线通信。在有的总线系统中，也将其视为一个终端设备而分配一个RT（终端）号，受总线控器的管理，以便向其传输专为飞行试验设置的消息块。
1553B总线记录器采用通用的PCM数据记录器。对于1553B总线数据的直接采集、记录方式，采用具有 1553B采集功能的多输入数据源的采集、记录一体化记录器。