1553B總線(xiàn)控制器異步通訊仿真軟件設計

由于IDEA卡在驅動(dòng)上提供了應用程序接口函數API，因此在操作IDEA卡時(shí)只需調用相應的API，而不需直接驅動(dòng)IDEA卡。在驅動(dòng)IDEA接口卡進(jìn)行數據傳輸前首先要初始化數據接口卡，通過(guò)調用相應的API，進(jìn)行卡的自檢，并將用戶(hù)定義的消息內容和消息表寫(xiě)入IDEA卡的存儲區。組織周期消息傳輸時(shí)，為節省總線(xiàn)的開(kāi)銷(xiāo)，在每個(gè)大周期結束前向網(wǎng)絡(luò )連接的終端發(fā)送查詢(xún)狀態(tài)的消息，判斷該節點(diǎn)是否可以正常通訊，將正常通訊的終端設置為活動(dòng)終端，并在組織消息表時(shí)進(jìn)行過(guò)濾，只組織關(guān)于活動(dòng)終端的消息。圖4給出了仿真軟件在仿真平臺中的位置及其結構。

3.1 異步通訊實(shí)現模塊M2-2

本軟件的重點(diǎn)就是非周期消息的組織傳輸，即異步通訊的實(shí)現。周期傳輸的消息多數時(shí)間是固定不變的，因此每個(gè)周期都傳輸相同的消息實(shí)際加重了總線(xiàn)的負載，為此本軟件中大多數消息都為異步消息，對終端進(jìn)行查詢(xún)。當消息變化時(shí)請求發(fā)送的終端設置相應的矢量字，總線(xiàn)控制器則根據收到的矢量字發(fā)送相應的消息。這樣大大節省了總線(xiàn)的開(kāi)銷(xiāo)，提高了效率。本軟件采用BC定時(shí)查詢(xún)方式實(shí)現異步通訊。

仿真軟件所仿真的BC每個(gè)小周期(50ms)內向各個(gè)活動(dòng)終端發(fā)送方式指令-發(fā)送矢量字，詢(xún)問(wèn)該終端是否有異步通訊請求，被詢(xún)問(wèn)終端向BC返回一個(gè)矢量字(0~31)。若某一終端返回矢量字0，則表示該終端無(wú)異步通訊請求，BC繼續查詢(xún)下一活動(dòng)終端；若該終端返回的矢量字非零，則表示該終端有異步通訊請求，BC必須立即組織該終端請求的異步通訊。

異步通訊是根據查詢(xún)返回的矢量字組織的，不同的矢量字(1~31)對應不同的消息內容和數目，每個(gè)矢量字所對應的非周期消息數目和內容由用戶(hù)在設置文件模塊中自由定義。為了便于在同步通訊中插入異步通訊的程序實(shí)現，定義一個(gè)數組隊列。在仿真開(kāi)始前遍歷用戶(hù)在消息定義中輸入的異步消息，將消息號加入對應的矢量字的數組中，并將該計數器加1。

在對IDEA卡實(shí)現異步通訊即非周期消息的傳輸時(shí)，根據IDEA卡提供的API，采用使IDEA卡產(chǎn)生中斷的方法，設置向各個(gè)終端查詢(xún)矢量字的消息傳輸結束后產(chǎn)生中斷，在IDEA卡的中斷處理例程中組織異步通訊。如果返回的矢量字非零，則該終端有異步傳輸請求，取出相應矢量字的第一條異步消息，插入消息表中傳輸，并將該矢量字的消息數減1；同樣為異步消息設置傳輸結束后中斷，在中斷處理程序中繼續判斷消息數目，循環(huán)至該適量字對應的異步消息傳輸完畢，繼續查詢(xún)下一終端，傳輸周期消息。程序流程圖如圖5所示。

3.2 RT故障檢測模塊

由于總線(xiàn)所連接的各個(gè)終端正常運行的時(shí)間很長(cháng)，出故障的概率較小。為節省總線(xiàn)開(kāi)銷(xiāo)并及時(shí)捕獲故障節點(diǎn)，在每個(gè)大周期(即40個(gè)小周期)結束前向每個(gè)終端查詢(xún)一次狀態(tài)。若有節點(diǎn)已經(jīng)啟動(dòng)/修復，則立即清除該節點(diǎn)的故障標志，重排周期消息表，添加與該終端相關(guān)的可傳輸消息；若發(fā)現某終端故障標志被設置，同樣重排消息表并將相關(guān)消息刪除。為了保證消息的正確傳輸，當某條消息傳輸出錯時(shí)定義消息的兩次重發(fā)，當消息在該總線(xiàn)和另一條余度總線(xiàn)上重發(fā)失敗后，將該消息視為出錯，同時(shí)將相應的終端RT設置故障標志。程序實(shí)現控制流如圖6所示。

3.3 軟件設計的容錯處理

1553B總線(xiàn)主要應用在航空電子即空中運動(dòng)平臺中，艦船系統也有應用。應用環(huán)境都比較惡劣，受到的干擾較多，且工作時(shí)間長(cháng)。1553B本身采用了一定的措施以保證數據傳輸的正確性，如它采用雙余度總線(xiàn)A和B(見(jiàn)圖3)，消息在其中一條總線(xiàn)上傳輸，若此總線(xiàn)發(fā)生錯誤，則消息也可以在另一條總線(xiàn)上傳輸。本軟件利用1553B這個(gè)特點(diǎn)，為每條消息設置中斷。在中斷例程中，對傳輸出錯的消息在此總線(xiàn)和另一條總線(xiàn)上進(jìn)行重傳兩次的重發(fā)處理，從而排除因偶然的外界因素影響而出現的消息傳輸錯誤。

另外，軟件中需用戶(hù)定義的內容多根據1553B規定的有效性采用直接選擇式，防止用戶(hù)的輸入錯誤；對需用戶(hù)輸入數據都有相應的有效性判斷，若輸入有誤，產(chǎn)生錯誤警告，提示用戶(hù)重新輸入。

本軟件已應用于某艦船系統中，組織各子系統消息傳輸，仿真測試各子系統。在應用中可以發(fā)現，總線(xiàn)傳輸的效率是應用中必須考慮和提高的一個(gè)問(wèn)題，查詢(xún)矢量字方式的異步消息傳輸可以提高總線(xiàn)利用的效率，是減輕總線(xiàn)負載的有效解決方案。

參考文獻

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