基于1553B總線(xiàn)電纜網(wǎng)絡(luò )自動(dòng)測試系統設計及研究

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(lái)實(shí)現，采用穩定性很好的工控機來(lái)實(shí)現；人機交互部分配合工控機選用液晶顯示器、鍵盤(pán)鼠標、打印機（實(shí)現測試結果報表的打印輸出），并結合測試界面軟件來(lái)實(shí)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(lái)實(shí)現。

　　專(zhuān)用測試控制器

　　1553B總線(xiàn)電纜網(wǎng)絡(luò )專(zhuān)用測試控制器有兩大功能：作為電纜測試的信號源，產(chǎn)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(guò)程中信號源輸入以及信號采集端的切換。專(zhuān)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(xiàn)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(lái)實(shí)現。珠海歐比特公司自主研發(fā)的S698 IP核是一款可裁減的基于A(yíng)MBA總線(xiàn)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(lǐng)域。1553B IP核也是歐比特公司專(zhuān)門(mén)為航空、航天測控網(wǎng)絡(luò )中的設備開(kāi)發(fā)的符合1553B協(xié)議的總線(xiàn)控制器模塊。1553B軟核在FPGA內部實(shí)現全部MIL-STD-1553B總線(xiàn)協(xié)議的硬件解析，但1553B信號電平的邏輯轉換、驅動(dòng)需要在外部通過(guò)收發(fā)驅動(dòng)器實(shí)現。這里選用HOLT公司的1553B總線(xiàn)收發(fā)驅動(dòng)器HI-1573進(jìn)行設計。

　　1553B總線(xiàn)上的信息是以消息（Message）的形式調制成曼徹斯特碼進(jìn)行傳輸的。每條消息最長(cháng)由32個(gè)字組成，所有的字分為三類(lèi)：命令字、數據字和狀態(tài)字。每類(lèi)字的長(cháng)度為20位，有效信息位是16位，每個(gè)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(xiàn)上以曼徹斯特碼的形式進(jìn)行傳輸，傳輸一位的時(shí)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(tài)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(kāi)關(guān)模塊主要完成激勵信號選擇性輸入到被測網(wǎng)絡(luò )以及選擇性采集被測網(wǎng)絡(luò )上的數據信號，因此用于選擇導通的開(kāi)關(guān)必須具有導通電阻小、導通電容小等特性，從而極大減小開(kāi)關(guān)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(xiàn)電纜網(wǎng)絡(luò )的接入測試，接口面板按照可接入32路1553B總線(xiàn)電纜網(wǎng)絡(luò )端點(diǎn)的需求來(lái)設計，同時(shí)每組接插件都是由1個(gè)孔型（DK-621-0940-4S）和1個(gè)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(xiàn)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(gè)終端設備工作在BC/RT/BM模式下，跟總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )上其它所有的終端設備進(jìn)行各種數據通信，從而測試被測終端設備的各個(gè)功能是否正常。EMBC1000-PCI1553B-EI功能強大，并提供VC++環(huán)境下的接口函數，易于系統集成。它具有以下功能特點(diǎn)：

　　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(xiàn)測試專(zhuān)用控制器的底層固件兩部分。

　　界面軟件用VC++語(yǔ)言編寫(xiě)，控制工控機的PCI、USB、RS232等外設接口，從而實(shí)現對1553B總線(xiàn)終端設備功能側測試設備EMBC1000-PCI1553B-EI、實(shí)現數據采集的泰克數字示波器以及1553B總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )專(zhuān)用測試控制器等各個(gè)模塊的控制。

　　專(zhuān)用控制器的底層固件主要是實(shí)現S698處理器對1553B控制器的控制，包括數據的發(fā)送和接收等，采用標準C編程，程序調試在歐比特公司開(kāi)發(fā)的針對SPAR V8標準架構處理器的開(kāi)發(fā)環(huán)境Orin5.0上完成。

　　結語(yǔ)

　　本文介紹了如何實(shí)現對1553B總線(xiàn)電纜網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行可靠有效的測試檢驗，MIL-STD-1553B總線(xiàn)具有高速、靈活的特點(diǎn)，通信效率高，修改、擴充和維護簡(jiǎn)便。下面列舉一些數據：MIL-STD-1553B 是數字命令/響應式時(shí)分制多路傳輸數據總線(xiàn)，傳輸速率 1M 比特/秒，足以滿(mǎn)足第三代作戰飛機的要求；字長(cháng)度 20 比特，數據有效長(cháng)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(xiàn)。 1553B總線(xiàn)的冗余度設計，提高了子系統和全系統的可靠性。