基于时间同步的1553B总线通信协议设计

张亚航 杨培尧 杨志刚

(北京空间飞行器总体设计部，北京 100094)

美军标MIL-STD-1553B(以下简称1553B)是一种数字式时分制指令/响应型多路传输数据总线，由于它具有双向输出特性、实时性和可靠性高，广泛应用在当代的运输机和相当数量的民航客机以及军用飞机上，航天系统也有广泛的应用[1-3]。MIL-STD-1553B总线标准规定的物理层和链路层协议能够满足构造最大64 Byte的消息交互能力的星载数据总线系统。但是，现有MIL-STD-1553B标准[4-5]没有规定更大数据结构的处理方法和复杂数据流控制方法来支持更高层的通信和同步服务。一般卫星的1553B总线系统[6-8]，星载软件应用程序一般直接操作总线控制芯片61580，每次通信发起后，处理器都需等待，直到本次总线通信结束[9-10]。这种方式虽然解决了总线同时访问冲突问题，但是严重制约了对1553B总线的带宽利用；另一方面由于不同卫星不同长度的数据通信时间差异大，难以提供高可靠的时间服务，难以同时满足高性能和高可靠性要求[11]，无法满足新一代卫星对总线带宽的需求。

本文在对传统遥感星载数据总线系统和星上通信设备的分析基础上，开发了一种基于时间同步的1553B总线通信协议。在这种基于通信帧时间同步的总线通信框架中，将一个时间同步周期划分成多个通信帧，每个通信帧占用固定时隙/带宽。在这个基础上，通过对通信帧时隙多种利用，设计了固定帧时隙、固定数据传输路径(总线控制端BC到远置终端RT或RT到BC)的无连接静态通信服务；……