[發明專利]一種1553B總線監聽系統

有效

• 申請號: 201310287418.0
• 申請日: 2013-07-10
• 公開（公告）號: CN103346931A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 張宏波;吳瑞峰;劉瀛;郭海雷;柳柱
• 申請（專利權）人: 北京航天自動控制研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26;H04L12/40
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本發明屬于通訊領域，涉及一種1553B總線監聽系統。

背景技術

1553B總線具備可靠性高、實時性好和易于擴展等優點，在航空航天領域得到了廣泛的應用。通過對1553B總線信號進行監聽和記錄，能有效地提高系統故障診斷的效率。

目前1553B總線監聽主要采用基于通用1553B總線控制器芯片（如DDC公司的BU-61580系列器件）的技術實現方案。總線控制器芯片完成1553B總線傳輸層協議解析，并向監聽設備CPU提供解析數據。由于受該類控制器芯片功能的限制，依靠控制器芯片提供的解析數據無法完整再現1553B總線的全部通信活動。對于正常的總線傳輸，該類監聽設備無法提供總線幀傳輸中命令字、控制字和數據字的間隔時間信息。對于異常的總線傳輸，該類監聽設備無法提供詳細的錯誤信息，如發生傳輸異常時錯誤類型（同步頭錯誤、曼徹斯特編碼錯誤、校驗錯誤和響應超時）、錯誤發生時刻點以及錯誤發生時已記錄的位信息等。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種1553B總線監聽系統，應用單片可編程邏輯芯片實現在1553B總線協議層以命令字、數據字和狀態字為基本單位對總線進行完整監聽。

本發明的技術方案是：一種1553B總線監聽系統，包括1553B總線隔離變壓器、1553B總線收發器和可編程邏輯器件；1553B總線信號經1553B總線隔離變壓器進行信號隔離處理后送至1553B總線收發器；1553B總線收發器對隔離后的總線信號進行雙門限電壓比較處理，輸出一對邏輯互補的數字信號至可編程邏輯器件；可編程邏輯器件對輸入的數字信號進行濾波整形、碼流提取和協議解析處理獲得1553B總線‘字’信息和時間戳信息，并將提取的1553B總線‘字’信息和時間戳信息經PCI總線接口寫入計算機內存。

所述的可編程邏輯器件包括總線信號同步和濾波邏輯單元、總線信號脈沖修剪整形邏輯單元、1553B位流處理控制邏輯單元、1553B總線解析信息緩存單元、精度可調時間戳產生邏輯單元和PCI主設備接口邏輯單元；

所述總線信號同步和濾波邏輯單元接收1553B總線收發器發送的一對邏輯互補的數字信號，進行信號同步和濾波處理，并將處理后的結果送至總線信號脈沖修剪整形邏輯單元；

所述總線信號脈沖修剪整形邏輯單元接收經總線信號同步和濾波邏輯單元處理輸出的信號，對該數字信號的過零時間段進行修剪，使過零時間段大于兩個系統時鐘周期，并將修剪后的結果送至1553B位流處理控制邏輯單元；

所述1553B位流處理控制邏輯單元接收經總線信號脈沖修剪整形邏輯單元修剪后的信號，對于信號中有效1553B字，提取并記錄同步頭類型、16位數據和當前字與前一字的間隔時間；對于信號中無效的1553B字，提取并記錄錯誤類型、已記錄除同步頭和校驗位外的位數據信息長度、已記錄位信息；所述的錯誤類型包括同步頭錯誤、編碼錯誤和校驗錯誤；

所述總線信息解析緩存邏輯單元以32位為基本記錄單元，對1553B位流處理控制邏輯單元解析輸出的1553B‘字’信息打包形成總線監聽信息并緩存；

所述精度可調時間戳產生邏輯單元產生時間戳信息，包括小時、分鐘、秒和毫秒信息；

所述PCI總線接口邏輯單元以DMA方式主動將總線信息解析緩存邏輯單元輸出的總線監聽信息和精度可調時間戳產生邏輯單元輸出的時間戳信息交叉寫入內存，PCI主設備以環形緩存機制管理內存。

本發明與現有技術相比的優點在于：

(1)所述1553B總線監聽系統能實現對1553B總線通信信息進行更全面和完整的記錄。對于一條有效的1553B‘字’，所述1553B監聽系統除記錄同步頭類型和16比特數據外，還記錄總線通道標識以及該總線字與前一個總線字的間隔時間信息；對于一條無效的1553B‘字’，所述1553B監聽系統記錄錯誤類型信息、當前錯誤的1553總線‘字’與前一個總線字的間隔時間信息以及在檢測到總線錯誤前已采樣的1553B總線‘字’位信息。

(2)1553B監聽系統實現對記錄的1553B總線‘字’信息打時間戳功能，提供的時間戳信息包括小時、分鐘、秒和毫秒信息。根據時間戳信息，可以準確確定1553B總線‘字’的傳輸時刻，方便監聽信息檢索與使用。

(3)1553B監聽系統對1553B總線信息的提取、解析以及記錄操作均由可編程邏輯器件的硬件邏輯實現，不占用計算機軟件開銷，能實現1553B總線信息監聽操作的實時性。