笔者今年手上接触了两个关于1553B总线的项目,一个速率是1M,一个速率是4M,现在分别谈下这两个项目的硬件实现心得。非协议,纯硬件。
1553B总线简介:
MILSTD1553B数据总线,是美国军方专为飞机上设备制定的一种信息传输总线标准,被各国在航天、民航等飞机上广泛使用。传输速率也从最初的1M也发展到了现在的10M甚至更高,半双工工作方式,A/B通道冗余设计。1553B 位编码采用双相曼彻斯特 II 的编码格式。曼彻斯特 II 编码提供了一种位序列相互独立的自同步波形。曼彻斯特波形的正负电平是直流平衡电压(等量的正信号存在等价的负信号)。主要的硬件部分为总线控制器(BC)、远端终端(RT)和可选用的总线监控器(BM)。
1.1M 1553B总线的实现
这个项目采用国外HOLT公司的HI-1573收发器加DB2725EX变压器实现的。框图如下。
由上图可以看出,1553B总线分两种耦合方式,直接耦合(第一种)和间接耦合(第二种)的方式。
直接耦合即是将总线和外部总线直接连接,注意此时线上需串55R电阻,且要大封装(因上面电压高,建议2512),这种方式传输距离有限,30cm左右,这种方式用的比较少。
间接耦合是在总线上加一个耦合器,耦合器两端接上终端电阻,可以使传输距离更长,达到6米,信号质量更好,耦合器原理也是内部有变压器。注意此时因为终端电阻加在了耦合器上,线缆上可以不用加电阻。耦合器如下图:
因为使用HOLT成熟的收发器和变压器,所以硬件设计起来很简单,问题也不大。
2.4M 1553B总线的实现
4M速率的总线,其实是国内专用的速率,美国用1M和10M的多。所以想用现成的收发器和变压器,国内也有,但都是刚起步,周期及价格都不合适。所以决定自己通过分立器件搭一个收发器。
因为涉及技术机密,具体实现就在此不说了,反正最后是成功调试完成。下图是抓到的波形,幅值和频率都满足要求。
以上就是简单介绍了下1M和4M速率的1553总线,协议我们是通过FPGA自己写了个IP实现的。其次就是线缆尽量买专用的成品线和成品连接器PL75-47、耦合器及终端电阻,会大大减少调试的复杂度。
2021.12.2
更新下最新的使用心得:
1.1553收发瞬间电流比较大,旁路电容要选足够大,电源布线也要足够粗。
2.布局1553部分注意避开其他易干扰的器件。
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