浅谈航空电子数据总线技术

曹 阳

（中国直升机设计研究所，景德镇　333000）

1　航空数据总线的概述

机载数据总线技术是用于机载设备、子系统直至模块之间的互连技术，类似于计算机网络，航空机载电子设备相当于计算机，它们通过机载数据总线互连成网络系统，完成相互间的数据信息传输任务。目前其应用领域已经扩展到舰船、卫星、导弹和坦克等各种机动平台上，在本质上，它是一种实时网络互连技术。机载数据总线技术源于航空电子综合系统的发展，美军航空电子系统经历了先前的四个阶段：第一代分立式航空电子系统，导航、通信等系统工作完全独立，初期的系统在处理任务中甚至依赖飞行员判断；第二代联合式航空电子系统，各个子系统各个功能相互独立，不同设备间较少有数据交互；

在第三代综合式航空电子系统中，提出了“模块”概念，利用计算机构成信息处理模块，从而取代子系统，系统具有良好的可扩展性，功能比较丰富能够处理复杂的任务。目前正过渡到第四代“先进综合式”的研究阶段，采用“统一网络”实现子系统、模块乃至处理芯片之间的互联，具有高速、可扩展性、低延迟和可容错的特点。

2　典型的机载数据总线

2.1　ARINC 429

ARINC 429总线协议是美国航空电子工程委员会于1977年9月发表并获得批准使用的，它的全称是数字式信息传输系统（DITS）。协议标准规定了航空电子设备及有关系统间的数字信息传输要求。ARINC 429广泛应用在民航客机中，如B-737，A310等。我国与之对应的标准是HB6096-SZ-01。ARINC 429总线是面向接口型数据传输结构，总线上定义了2种设备，发送设备只能有1个，而接收设备却可以有多个。发送设备与接收设备采用屏蔽双绞线传输信息，传输方式为单向广播式，调制方式采用双极性归零制三态码，传输数据率可达100kb/s。

2.2　MIL_STD_1553B

MIL_STD_1553B总线全称为飞行器内部时分命令/响应式多路数据总线，它是由美国自动化工程师协会在军方和工业界的支持下，正式公布于1978，1986～1993进行了修改和补充。我国与之对应的标准是GJB289A-97。该总线采用冗余的总线型拓扑结构，传输数据率可达1Mb/s。其主要功能是为所有连接到总线上的航空电子系统提供综合化、集中式的系统控制和标准化接口。该总线技术首先运用于美国空军F-16战斗机。在过去的30年中，MIL_STD_1553B已成功地应用于多种战机，并且成功应用于其他控制领域，如导弹控制、舰船控制等。

虽然MIL_STD_1553B总线和ARINC 429总线在目前应用广泛，但在应用中两种总线都暴露出不同程度的缺点。如：MIL_STD_1553B总线最大的缺点是整个总线由集中的总线控制器来控制，一旦总线控制器失效，将造成整个总线系统的瘫痪。而ARINC 429总线尽管舍弃了总线控制器，但其代价是为了使总线上信息有序传输而不相碰，每个信息源需要单独一条ARINC 429总线，这在航空电子设备激增的情形下是不允许的。

3　新型航空数据总线

3.1　ARINC 629

ARINC 629总线是波音公司为民用机开发的一种新型总线数字式自主终端存取通信，总线传输率为2Mb/s，线性拓扑结构，符合Hans准则，ARINC629具有自主控制、可双向传输、连接简单、“插入式”兼容等特点，因而在波音777上得到了广泛的应用，成为机上信号处理、航空电子系统、动力系统、飞机构架系统及自动驾驶仪通信的基础。

3.2　光纤通道总线

光纤通道技术是美国国家标准委员ANSI于1998开始制定的数据通信标准，是将计算机通道技术和网络技术有机结合起来，具有全新概念的通信机制。2005开始小部分成熟的ANSI标准被IOS/IEC组织采纳作为国际标准，光纤通道标准共分5层：介质接口层、传输协议层、帧协议层、综合服务层和高层服务层。

其传输速率可达Gb/s，可有效地支持无压缩数字视频信号的传输，满足未来战机的发展需求。光纤通道的拓扑结构灵活多样，按网络功能和带宽的不同要求构成点对点型、交换网型、仲裁环型等结构。光纤通道技术受到国外尤其是美国军方的重视，美国军方专门成立了FC-AE小组，制定了航空电子版光纤通道标准。美国F-35飞机在研制中，光纤通道技术已成为高速网络构建的基础。由于光纤通道网络在提供高速率传输的同时，还能够保证信号传输的质量，这就使得它非常适合新一代飞机使用。

4　结束语

航空电子系统选用数据总线的基础是该总线标准是否满足系统通信速率、可靠性、抗干扰、兼容性、可扩展等要求，MIL-STD-1553B和ARINC 429总线技术，由于具有一系列优点，在飞机上得到了广泛的应用，但随着技术的发展，这两种总线技术已不能满足新型飞机的发展要求。为解决这些问题，为新一代飞机的发展提供先进的数据总线技术，必须使用新型的数据总线技术。

[1]唐宁，常青.航空数据总线技术分析研究[J].现代电子技术，2014，4：64-69.