一种1553b总线的高完整性编码方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种总线编码方法，特别是设及一种1553B总线的高完整性编码方 法。
【背景技术】
[0002] 在美国国防部颁布的"M1X-STD-1553BDigitaltimedivisioncommand/ responsemultiplexdatabus,dated21September1978" (W下简称 1553B总线标准） 规定了 1553B总线可挂32个终端，终端共有S种类型：总线控制器度C，BusController)、 远程终端（RT,RemoteTerminal)和总线监视器（BM,BusMonitor)。BC是总线上惟一能组 织数据消息传输的终端；RT是接受总线上BC控制，完成消息发送或接收的终端；BM是接收 总线上消息并能有选择记录的终端，其仅"监控"总线上信息传输但不参与总线的通信。
[0003] 1553B总线采用指令/响应型通信协议，消息是完成一次信息通信的基本传输信 息序列，1553B总线消息类型包括：①数据类：BC到RT、RT到BC、RT到RT、广播BC到RT、广 播RT到RT;②总线控制状态信息类：方式指令和广播方式指令。其中数据类是用户传输应 用数据的手段，是总线上主要的信息流，至少占总线总信息量的90% ;总线控制状态信息类 是总线上的系统管理手段，作为辅助的信息流，最多占总线总信息量的10%。1553B总线消 息由字构成，字分为=类：指令字、数据字W及状态字。每类字的长度为20位，每个字的前 3位为同步头，中间的有效信息位是16位，最后1位是奇校验位。16位有效信息位及奇校 验位W曼彻斯特II型双电平码的形式在总线上进行传输，传输一位的时间为1yS。
[0004] 1. 1消息指令字和状态字的同步头相同导致的问题。 阳0化]在1553B总线标准的第7页图4规定：指令字和状态字的同步头编码占3位，模式 完全一致，均为前1.5位（占LSiiS位时）波形为正、后1.5位波形为负。在此规定下，对 于1553B总线消息出现RT不响应状态字的情况，总线监控器难W判别下一总线指令字，造 成二义性问题。
[0006] 1553B总线标准规定指令字和状态字采用了一致的同步头编码。对于BC、RT而言， 能够清晰界定BC发送的指令字和RT发送的状态字。但对于BM监视的完整消息而言，接收、 识别和记录的指令字、状态字、数据字是有BC、RT分别发出的，由于指令字和状态字的同步 头完全相同，存在着由于指令字、状态字同步头编码形式完全相同带来的二义性识别问题。 因为在接收一个消息的过程中，BM需要依靠消息的上下文先后时序关系判断符合同步头编 码的字是指令字还是状态字，一旦正常消息传输时序打破时，运种依靠时序判断造成的误 判问题就会暴露。在某一个不同1553B总线模块建立的1553B总线系统联试中，当测试RT 不响应BC指令字运一异常状态下BM的监控能力时，发现BM误将下一条消息指令字错判为 上一消息的状态字，出现上一消息和下一个消息界面无法正确划分的错误，导致1553B总 线消息监控数据不完整的问题。 阳007] 1. 2仅有水平奇校验潜在的问题。
[0008] 在1553B总线标准的第6页图3规定：10种消息的指令字、状态字W及数据字都 采用增加一位奇校验的方式（简称为水平奇校验），进行传输错误的检测。一个接收字中出 现1位或3位等奇数个位错误时，BC、RT虽然能够发现错误，但无法定位与纠正错误，需要 BC重新组织消息传输，运样会带来总线传输效率降低、延时不确定等时间完整性问题。而对 于同一个字出现2位或4位等偶数个位错误时，BC、RT无法发现错误并产生消息正确的误 判，会造成严重的消息内容不正确的完整性问题。
[0009] 在1553B总线标准第33页"10. 4高可靠性"要求中：为提高1553B总线误码检 测率，要求设计者采用附加的校验设计，但没给出具体的设计方法。近年来，由于1553B总 线协议处理FPGA化设计、总线模块生产W及电缆制造等厂商越来越多，存在着逻辑设计水 平、硬件产品质量等方面差异大的现象，使得总线传输误码率增高，同一个字中出现两位及 更多位错误的风险增大，对1553B总线传输的校验应更加严格。因此基于现有的1553B总 线校验技术，通过增加更为严格的校验方式，提高位错误检测率W满足信息传输的完整性 要求。
【发明内容】
[0010] 为了克服现有1553B总线编码方法完整性差的不足，本发明提供一种1553B总线 的高完整性编码方法。该方法通过改进1553B总线指令字和状态字的同步头编码方式，BM 从不同的编码识别角度能够明确区分指令字和状态字，很容易地划分消息的界面，达到了 总线语义规则的确定性，解决了1553B总线监控器对总线指令字和状态字存在的混淆识别 问题，实现技术简单、难度小。通过增加1553B总线消息垂直奇校验字的优化设计，提高总 线传输的位错误检测率，减少了总线出错重传存在的时间不确定性等问题，提高了传输内 容的完整性。本发明方法不仅提高了1553B总线的完整性，同时提高了1553B的有效吞吐 率，缩短了消息延时传输效率。
[0011] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种1553B总线的高完整性编码方 法，其特点是采用W下步骤：
[0012] 将每类字长度改为18位，每个字的第1位为同步头，中间的有效信息位为16位， 最后1位是奇校验位。
[0013] 所述的有效信息位与所述的奇校验位W曼彻斯特II型双电平码的形式在总线上 进行传输，所述的同步头为无效曼彻斯特波形。其中指令字的同步头、数据字的同步头W及 状态字的同步头的编码格式分别不同，且分别与所述的有效信息位、所述的奇校验位的编 码格式也不同。
[0014] 所述的指令字的同步头前1/4位时及1/2至3/4位时的波形为正，1/4至1/2位时 及后1/4位时的波形为负；所述的数据字的同步头前3/4位时的波形为正，后1/4位时的波 形为负；所述的状态字的同步头前1/4位时及1/2至3/4位时的波形为负，1/4至1/2位时 及后1/4位时的波形为正。
[0015] 或者是，所述的指令字的同步头前1/4位时及1/2至3/4时的波形为负，1/4至1/2 位时及后1/4位时的波形为正；所述的数据字的同步头前3/4位时的波形为正，后1/4位时 的波形为负；所述的状态字的同步头前1/4位时及1/2至3/4位时的波形为正，1/4至1/2 位时及后1/4位时的波形为负。
[0016] 在原有的1553B总线字的水平奇校验基础上，对消息中带有数据字的序列增加垂 直奇校验字。
[0017] 对1553B总线消息传输中不带数据字的指令字序列、状态字序列不增加所述的垂 直奇校验字。
[0018] 所述的垂直奇校验是在所述的带有数据字的消息序列的后面添加一个校验字，每 一校验位是所述的带有数据字的消息序列中所有字或部分字对应位的奇校验和。
[0019] 假设1553B总线消息由p[l~划个长度为16位的字构成，P个字排列成矩形形 式，其中I，,k为对应第J[1~P]个字的第k[l~16]位；每个字生成一位水平奇校验位r1(i =1，2,…，P)，对矩形垂直的每一列，生成一个垂直的奇校验位rpu,,(j= 1，2,…，17)，即 组成一个垂直奇校验字，其中每一位分别与字的16个位和1个水平校验位相对应。
[0020] Ii.1 Ii.2 ? ? ? Ii.16
[0021] 12.1I2.2? ? ?I2.16^2
[0022] ...........
[0023]Ip.1Ip.2? ? ?Ip.16Tp 阳024] rp4,irp4,2 . . ?rp",i6rp4,i7。
[00巧]本发明的有益效果是：该方法通过改进1553B总线指令字和状态字的同步头编码 方式，BM从不同的编码识别角度能够明确区分指令字和状态字，很容易地划分消息的界面， 达到了总线语义规则的确定性，解决了 1553B总线监控器对总线指令字和状态字存在的混 淆识别问题，实现技术简单、难度小。通过增加1553B总线消息垂直奇校验字的优化设计， 提高总线传输的位错误检测率，减少了总线出错重传存在的时间不确定性等问题，提高了 传输内容的完整性。本发明方法不仅提高了 1553B总线的完整性，同时提高了 1553B的有 效吞吐率，缩短了消息延时传输效率。
[00%] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作详细说明。
【附图说明】
[0027] 图1是本发明方法的指令字数据编码格式举例。
[0028] 图2是本发明方法的数据字数据编码格式举例。
[0029] 图3是本发明方法的状态字数据编码格式举例。
[0030] 图4是本发明方法的消息间隔曲线。
[0031] 图5是本发明方法的响应时间曲线。
[0032] 图6是本发明方法与【背景技术】方法有效吞吐率对比图。
[0033] 图7是本发明方法与【背景技术】方法消息延时对比图。
【具体实施方式】
[0034] 参照图1-7。本发明1553B总线的高完整性编码方法具体步骤如下：
[0035] 1. 1553B总线字同步头编码的优化设计。
[0036] 本发明提出了一种改变指令字和状态字的同步头编码方式，将每类字长度改为18 位，每个字的第1位为同步头