摘要：GJB289A，總線具有很高的可靠性和靈活性，廣泛應用于航空航天等領域。本文提出基于Aeroflex公司UT1553BCRTM協議芯片實現的GJB289A通信接口，完成了BC和RT的基本功能，支持同步通信和異步通信。文中對同步通信采用傳統的靜態總線控制協議，采用一種改進的靜態總線控制技術，對非周期消息的異步通訊進行了詳細說明。本設計有效地改善了GJB289A總線中非周期消息的傳輸延遲，保證了消息通訊的實時性。

關鍵詞：GJB289A總線;總線控制器;UT1553BCRTM;改進的靜態總線控制技術

0 引言

國內從第三代戰斗機航空電子系統開始，在相當長的一段時間里，GJB289A總線占據了統治地位，由于其實時性、數據完整性、可靠性和余度管理等特性都是專門針對軍用航空電子系統要求而設計的，因此在第三代戰斗機聯合式航空電子系統中得到了廣泛的應用。

GJB289A是面向軍用的數字式時分制指令/響應型多路傳輸數據總線標準，用來為各電子系統之間的數據和信息的交換提供共享總線，它規定了MILSTD-1553B的技術要求，其基本結構如圖1所示，還規定了總線的操作方式和總線上的信息流格式，總線上的通信設備-終端按其作用可分為三種類型：總線控制器(BC)、遠程終端(RT)和總線監控器(BM)。BC是指在數據總線上被指定執行啟動信息傳輸任務的終端。RT是指所有不作為BC或BM操作的終端。BM是被指定執行接收總線上傳輸的信息和提取經選擇的信息以備后用的終端。

1 改進的靜態總線控制技術

在GJB289A總線的傳輸過程中，大多數消息的處理按照固定的順序、周期和相位出現，這類消息稱為周期消息，對于周期消息的傳輸采用靜態時間表進行，即同步通訊。對于系統中隨機突發的事件或者其他事件的請求消息，這些消息稱為非周期消息，非周期消息的傳輸稱為異步通訊，異步通訊是在有服務請求的情況下插入同步通訊中的，具有很高的實時性，因此，能夠根據用戶的需要在同步通訊的同時實現異步通訊具有非常重要的意義。

BC是在總線上唯一被安排為執行建立和啟動數據傳輸任務的終端，總線上所有的消息傳輸都是由BC來控制，為了處理非周期消息，必須對BC原有的靜態總線控制協議進行改進，這種改進的靜態總線控制技術主要特點是：當消息被更新后才進行傳輸，其工作機制為更新檢測傳輸。改進的靜態總線控制技術實現更新數據傳輸的機制有兩種方法：異步服務請求方式和BC周期查詢方式。異步請求方式對于非周期消息的響應必須要在請求RT獲得總線使用權時，BC才能響應RT非周期消息的傳輸，即對消息的及時響應不能保證。相反，BC周期查詢方式是BC以某一特定頻率定時查詢RT是否存在非周期消息的傳輸，采用該方法可以保證非周期消息響應的確定性和及時性，且由于使用更新檢測傳輸方式，查詢開銷并不會很大。GJB289A總線主要應用于實時性要求很高的系統中，這類系統主要考慮消息傳輸的實時性問題，所以本文采用BC周期查詢方式實現非周期消息的異步通訊。

2 系統硬件設計

本文設計的GJB289A通信接口采用TI公司出品的TMS320F2812款DSP作為傳輸層軟件運行的平臺，采用的1553協議芯片為AerofleX公司的

UT1553BCRTM，該芯片為系統設計者提供了一種智能的MIL-STD-1553B多路數據總線設計解決方案，并在單個芯片上實現了MIL-STD-1553B定義的三種功能-總線控制器BC、遠程終端RT以及總線監控器BM。通過VME總線與子系統主機連接，使用雙端口存儲器DPRAM完成系統之間的數據交互?；赨T1553BCRTM協議芯片實現的GJB289A通信接口硬件結構如圖2所示，實現了模塊的小型化和通用化設計。

3 系統軟件設計

本文設計的軟件分為傳輸層軟件和驅動層軟件。傳輸軟件駐留在DSP內部FLASH存儲器中，主要完成對不同類型消息的處理、出錯消息處理、同步、啟動測試等功能。

本文設計的傳輸層軟件主要實現了BC和RT的基本功能，下文將著重以BC為例，介紹傳輸層軟件對于不同類型消息傳輸方式的處理方法。

對于周期消息的同步通信采用傳統的靜態總線控制協議，對于非周期消息的異步通信采用BC周期查詢方式實現更新數據的傳輸，具體實現方法為：BC周期利用“發送矢量字”方式命令，實現RT僅傳輸刷新數據的功能，實現更新消息的偽實時傳輸。

該協議在總線表中周期插入矢量字的查詢命令，及時地獲知RT數據是否被更新，從而減小總線負載，提高新數據消息的更新周期，使得1553B這樣的靜態被動式總線協議在一定程度上獲得近似于其他實時消息傳輸協議的性能。

由于矢量字有效數據位為16位，故本軟件僅支持RT中16個子地址消息的更新，軟件主要處理分為以下兩方面：

(1)RT產生的數據：即RT與RT，或RT與BC之間有更新的消息數據，在整個總線通信過程中，BC周期使用查詢矢量字對每個RT的16個子地址是否有新數據進行查詢，獲知消息的更新情況，若被查詢的RT有非周期消息需要傳輸，即將矢量字的相應位置位通知BC組織非周期消息傳輸。子地址1～16在該RT的專用矢量字中都有相應的位來表示，每位表示該子地址的消息數據的更新狀態，矢量字的最低比特位(bit15)與子地址#16相對應，最高比特位(bit0)與子地址#1相對應，詳見圖3。

(2)BC產生的數據：即BC有新數據傳輸給RT，如果傳輸數據是由BC產生的，BC只需檢查該數據塊是否刷新，如果被刷新，該消息應立即被組織進行發送。

驅動軟件駐留在主機上，為使各個設備的主機方便使用GJB289A總線，驅動層提供統一、標準的驅動服務，以API函數庫形式提供透明的應用接口，協助應用軟件按照系統的頂層設計與接口控制文件規定的應用層協議，完成通信任務。

4 結語

本文主要介紹了一種采用TI公司的TMS320F2812款DSP作為傳輸層軟件運行的平臺，結合Aeroflex公司的UT1553BCRTM 1553協議處理器，完成GJB289A通信接口的軟硬件設計，實現了BC和RT的主要功能。結合改進的靜態總線控制技術，本文對不同類型消息傳輸的實現方式進行詳細介紹，經測試，此設計有效提高了GJB289A總線上消息傳輸的實時性。