1553B协议的扩展设计与仿真系统实现

admin · 发表于 2023-10-1 11:25:12

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1553B总线是一种高实时的命令/响应式的串行数据总线，从上个世纪七十年代至今，在航空航天系统及工业领域得到了非常广泛的应用。近年来，各主要发达国家都在大力开展1553B的改进扩展工作以适应系统日趋复杂的功能及多媒体数据传输的需要，因而从性能和功能上扩展1553B总线标准协议，形成自主知识产权的产品已经成为国家战略发展的需要。本文以航天系统重大需求为背景，深入分析了常用的数据总线，提出研究一种基于1553B的高速总线协议。该协议采用光纤传输，不仅要求兼容原有的1553B标准，而且需扩展其功能以支持大数据文件的传输。本文首先研究分析了几种常用数据总线的特点，对协议设计的各主要指标提升带来的影响进行了详细的分析和计算，以应用需求为例进行了各种情况的估算，开发了相应的协议指标分析工具，以支持协议的设计。其次，对1553B协议进行了功能扩展设计，支持非实时大文件传输，该协议将消息分为控制消息和文件消息两类，通过增加方式指令字来控制大文件的传输过程，提高控制消息的优先级，以保证总线中控制消息传输的实时性。然后，为支持协议的设计和验证，本文设计并实现了一个协议仿真系统SIM-N1553，该系统基于离散事件仿真方法，采用事件调度策略，可支持单机虚拟总线仿真。系统包括协议层总线控制器、远程终端、总线监控器和虚拟总线的仿真，数据管理层各终端的仿真，并设计了仿真系统与上层系统的数据交互协议。最后，利用仿真系统对设计协议进行了仿真和分析。实验结果表明，仿真系统可以较好地仿真1553B总线中三种终端的功能，协议扩展设计可以支持保证实时消息传输情况下，大文件的可靠传输。

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