一种基于数据块传输的1553B总线协议仿真方法与流程

本发明涉及一种基于数据块传输的1553B总线协议仿真方法，主要用于卫星1553B总线通讯的仿真、测试，高效完成1553B总线通讯仿真平台的设计，属于航天器控制技术领域。

背景技术：

目前1553B总线通讯协议被广泛应用于航天控制领域，1553B总线传输的数据内容具有如下特点：数据块格式种类繁多；数据块传输时序复杂。

传统的1553B总线协议仿真方法一般是基于固定格式的数据块传输，有如下缺点：

(1)传统仿真方法是基于固定格式的数据块传输，数据块一般有严格长度限制，无法满足通讯内容复杂多变的需求；

(2)传统仿真方法基于无确认数据块传输，通讯双方没有握手，在特定时序下可能丢包，通讯可靠性设计不足；

(3)传统仿真方法可扩展性差，不易于维护，仿真成本高。因此需要提出一种新的扩展性更强的、可靠性更高易于维护的1553B总线协议仿真方法。

技术实现要素：

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种基于数据块传输的1553B总线协议仿真方法，针对传统总线协议仿真方法设计繁琐凌乱、可扩展性差的问题，采用特征提取，根据数据块的类型、接口以及数据传输通信特征提出数据块传输通信方法，通过数据特征模型对传输的数据内容进行了有效描述，通过协议握手解决数据传输的可靠性，与现有技术相比具有在数据发送端、数据接收端之间实现可靠数据传输，显著提高了总线传输效率和传输可靠性，并大大降低仿真和维护成本的优点。

本发明的技术解决方案是：一种基于数据块传输的1553B总线协议仿真方法，包括如下步骤：

(1)获取需要在1553B总线协议上进行传输的通讯帧，进而得到当前通讯帧中各个数据块的数据传输通信特征，组合得到各个数据块的数据特征模型；其中，数据特征模型包括数据传输通信特征、数据块类型、数据块接口；数据传输通信特征包含数据块长度、错误标记、启动标记、子地址、数据块计数；所述的数据块长度为数据块中数据长度；所述的子地址为数据块中数据的存储地址；

(2)将当前通讯帧中第i个数据块的数据特征模型中的启动标记置为1、数据块计数置为当前通讯帧中未被数据接收端成功获取且解析的数据块个数N，然后将第i个数据块的数据特征模型送至数据接收端；其中，N为正整数，i＝1，2，…，N，且初值为1，启动标记、数据块计数的初值均为0；

(3)控制数据接收端判断接收到的第i个数据块的数据特征模型中的数据块计数，若数据块计数不为0，则转入步骤(4)，否则进入步骤(6)；

(4)控制数据接收端根据第i个数据块的数据特征模型中的数据块长度、子地址，获取得到第i个数据块的数据并进行解析；

(5)若数据接收端成功获取数据块的数据并进行解析，则将第i个数据块的数据特征模型中的错误标记置为0，然后将修改后的第i个数据块的数据特征模型送至数据发送端，否则将修改后的第i个数据块的数据特征模型中错误标记置为1，并将修改后的第i个数据块的数据特征模型送至数据发送端；然后进入步骤(6)；其中，错误标记的初值为0；

(6)当接收到第i个数据块的数据特征模型中的错误标记为0时，将当前通讯帧中第i+1个数据块的数据特征模型中的数据块计数置为N-j，然后转入步骤(7)，当接收到第i个数据块的数据特征模型中的错误标记为1时，将第i个数据块的发送次数M加1，然后将第i个数据块的数据特征模型送至数据接收端，然后转入步骤(4)，直至第i个数据块发送成功后转入步骤(7)；其中，发送次数M初值为1；

(7)i＝i+1，发送第i个数据块的数据特征模型送至数据接收端，然后转入步骤(3)，直至当前通讯帧的所有数据块均被数据接收端成功获取并解析。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)本发明针对传统的基于固定格式的数据传输仿真方法的缺陷，本发明采用特征提取，针对数据块的类型、接口以及数据传输通信特征提出了数据块传输通信方法，通过数据特征模型对传输的数据内容进行了有效描述，高效实现数据发送者和数据接收者之间的不同格式的数据交换；

(2)本发明针对无确认数据块传输所带来的可能丢包问题，本发明通过协议握手解决数据块传输的可靠性；

(3)本发明通过以通信帧为单元的通讯方式，支持以确定的方式时分复用数据总线消息，可以为所有通信活动提前分配带宽并确定总线上的所有通信活动，解决了数据块传输时序复杂情况下容易冲突的问题；

(4)本发明通过协议启动请求的方式实现总线控制器和终端的数据交换启动，能够在一端出现故障的情况下通过协议启动请求快速建立新的数据交换条件，具有高可靠性且故障自主快速恢复的优点。

附图说明

图1为本发明基于数据块传输的1553B总线协议仿真方法流程图；

图2为本发明数据特性模型信息图；

具体实施方式

本发明针对现有技术的不足，提供一种基于数据块传输的1553B总线协议仿真方法，针对传统总线协议仿真方法设计繁琐凌乱、可扩展性差的问题，采用特征提取，根据数据块的类型、接口以及数据传输通信特征提出数据块传输通信方法，通过数据特征模型对传输的数据内容进行了有效描述，通过协议握手解决数据传输的可靠性，与现有技术相比具有在数据发送端、数据接收端之间实现可靠数据传输，显著提高了总线传输效率和传输可靠性，并大大降低仿真和维护成本的优点，下面结合附图对本发明方法进行详细解释和说明。

如图1所示为本发明一种基于数据块传输的1553B总线协议仿真方法流程图，包括步骤如下：

(1)提取数据块的数据特征模型；获取需要进行传输的通讯帧，依次获取需要在1553B总线协议上进行传输的通讯帧中各个数据块的类型(上行数据块、下行数据块、周期性数据块、随机数据块)、接口(具体某个终端、某几个终端、或者所有终端)、数据传输通信特征，提取得到各个数据块的数据特征模型，进而组合得到提取得到描述数据块传输特性的特征信息表，将组合得到的当前数据块的特征信息表作为数据特性模型。其中，数据传输通信特征包含数据块长度、错误标记、启动标记、子地址、数据块计数等信息，特征信息表包括数据传输通信特征、数据块的类型、数据块接口，其中，通讯帧包含帧号、持续时间、多个数据块，如图2所示为本发明数据特性模型信息结构图；子地址为当前数据块中数据的存储地址，启动标识代表产生了数据发送端向数据接收端发送数据的事件；错误标记代表产生了数据接收端未能正确获取数据发送端发送数据的事件。

(2)1553B总线协议启动；数据发送端向数据接收端发送协议启动请求，即将当前通讯帧中第一个数据块的数据特征模型中的启动标记置为1(启动标记置为1表示协议启动)，同时将表示是否有新的数据块待进行传输的特征字段数据块计数置为当前通讯帧中未传输的数据块个数N，并将当前数据块的数据特征模型送至数据接收端；例如，如果当前通讯帧包括四个数据块，第一个数据块的数据特征模型中的数据块计数为4，第二个数据块的数据特征模型中的数据块计数为3。

(3)轮询当前通讯帧数据块的数据特征模型；数据接收端根据接收到的数据块的数据特征模型中的数据特征字段“数据块计数”判断是否有新的数据块需要获取，若数据块计数有更新且不为0，则表示有新的数据块需要获取，进入步骤(4)，否则进入步骤(6)；其中，“轮询”是指每个通讯帧都进行一次完整的数据块查询。

(4)控制数据接收端根据当前数据块的数据特征模型中的数据块长度及子地址信息，得到当前数据块的长度、数据块中数据存储的子地址，然后根据子地址获取得到对应数据块长度的数据并进行解析。

(5)若数据接收端成功获取数据块，则发送数据块获取成功确认，即置当前数据块的数据特征模型中定义的数据特征字段“错误标记”为0，并将修改后的数据块的数据特征模型送至数据发送端，否则发送数据块获取不成功确认，置数据特征模型中定义的数据特征字段“错误标记”为1，并将修改后的数据块的数据特征模型送至数据发送端，进入步骤(6)。

(6)当接收到数据块的数据特征模型中的错误标记为0时，将当前通讯帧中的下一个数据块的数据特征模型中的“数据块计数”置为N-j，然后转入步骤(7)，j＝j+1；当接收到数据块的数据特征模型中的错误标记为1时，将当前数据块的发送次数M(初值为1)加1，然后将当前数据块的数据特征模型送至数据接收端，然后转入步骤(4)，直至当前数据块发送成功后转入步骤(7)，其中，j的初值为1。

(7)发送j个数据块及其数据特征模型送至数据接收端，然后转入步骤(4)，直至当前通讯帧的所有数据块均被数据接收端正确获取。

(8)重复步骤(1)-步骤(7)，直至完成所有通讯帧的正确接收。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域技术人员的公知技术。