一种保障1553b总线通信时序正确性的时序确定方法
【专利摘要】一种保障1553B总线通信时序正确性的时序确定方法，根据1553B总线各个子地址通讯方式和特点，确定了通讯的时序要求，保障了总线通讯时序正确性。本发明解决了传统分析中时间要求不全面的问题。本发明识别出各个通讯功能的通讯时间和通讯间时间间隔要求，为分析提供了更为系统全面的因素。本发明不仅分析不同通讯功能之间有先后顺序和时间要求，还给出了多个通讯共同完成同一系统功能时，需要考虑的时序问题。这样减少了软件系统行为的不确定性。
【专利说明】一种保障1553B总线通信时序正确性的时序确定方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种保障1553B总线通讯时序正确性的分析方法，能够通过应用到1553B总线软件系统通讯时序分析中，保障了时序的合理性和正确性。主要在航天器控制系统通讯功能中使用，属于嵌入式系统【技术领域】。
【背景技术】
[0002]1553B的全称是MIL-STD-1553B，是一种串行数据总线标准，是在20世纪70年代末为适应飞机的发展，由美国提出的飞机内部电子系统联网的标准，由于它的高可靠性和灵活性在航空工业中得到了广泛应用。目前1553B总线也广泛应用到国内卫星、飞船等航天器上。1553B总线在控制系统中实现姿轨控系统与数管分系统之间的通讯，交换数据，以实现星地联系和对卫星的人工干预。因此它的通讯时序正确性直接关系到整星船的可靠性和功能实现。
[0003]在1553B通讯中，通讯的子地址多时序复杂，并使用公共存储区，这就导致了很多时序冲突和数据访问冲突问题，出现了丢通讯指令或处理了错误的指令的现象，这些都影响了动态时序正确性的实现。
[0004]传统的分析方法缺乏针对1553B通讯时序系统全面的时序分析，只是就几个主要的通讯子功能或明确的时序关系进行分析，这种分析存在以下不足:(1)给出的时间要求不全面，这不利于对通讯时序进行全面的分析，由于这些约束的遗漏，可能会导致设计没有相应的依据而产生错误；
[0005](2)各个通讯子功能之间的时序分析缺乏，它们之间的时序关系没有明确给出，并且有些隐含的时序约束没有重点关注，导致通讯的时序不确定；
[0006]随着控制系统中采用1553B总线通讯的越来越多，并且通讯的子功能也复杂多样，对通讯时序的要求也越来越严格，传统的时序确定方法已然无法满足对通讯时序的正确性要求。
【发明内容】
[0007]本发明所解决的技术问题是:克服现有技术的不足，提供一种保障1553B总线通信时序正确性的确定方法，减少了软件系统行为的不确定性。
[0008]本发明技术解决方案:多个子地址的多条指令功能不同，产生的时机和处理方式不同的情况下保证通讯的实时性和正确性。在嵌入式软件运行期间，各条指令的频率、中断处理时间各不相同，无论何种指令，只要其产生时机或处理过程与其它指令产生冲突都会影响正常通讯，导致通讯失败和指令丢失的问题。
[0009]为保证通讯的正确性，其关键技术是保证各个子地址的指令之间的时序协调无冲突。为此本发明根据分析各个子地址的通讯时序要求，设计了一种保证通讯时序正确性时序确定的技术方案，主要内容包括:
[0010](D1553B总线包括32个接收子地址和32个发送子地址，根据数据传输的字节数确定子地址的通讯方式:单消息方式或循环缓冲方式；
[0011](2)根据步骤I中得到的通讯方式，确定各个子地址通讯时需要的时间；
[0012](3)通过总线指令通讯子地址可以完成天线通讯、侧摆控制和同步串口开关控制功能，属于多个功能复用同一个子地址的情况，根据步骤2中得到的通讯时间和多个功能传输的数据处理时间，确定被复用的子地址通讯间的时间间隔要求；
[0013](4)注入指令功能需要通过注入指令I子地址、注入指令2子地址、注入3指令子地址、注入指令4子地址和注入完成子地址这5个子地址来共同完成，根据功能要求首先确定各个子地址通讯的先后顺序，然后根据步骤2确定的这些子地址的通讯时间，得到这些子地址两次通讯的时间间隔要；
[0014](5)所有子地址的时序确定
[0015]步骤(3)和步骤(4)确定了总线指令和注入指令功能子地址两次通讯的时间间隔要求，其余子地址的两次通讯的时间间隔确定为通讯时间加上总线最小消息间隔。
[0016]本发明与现有技术相比的有益效果是:
[0017](I)本发明解决了传统分析中时间要求不全面的问题。本发明识别出各个通讯功能的通讯时间和通讯间时间间隔要求，为分析提供了更为系统全面的因素。
[0018](2)本发明给出了具有依赖关系的通讯功能之间时序分析。传统的分析只给出了各个通讯子功能的时序要求并进行分析，并没有考虑它们之间的依赖关系。本发明不仅分析不同通讯功能之间有先后顺序和时间要求，还给出了多个通讯共同完成同一系统功能时，需要考虑的时序问题。这样减少了软件系统行为的不确定性。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明的通讯时序确定的流程图。
【具体实施方式】
[0020]如图1所示，本发明的具体实施步骤如下:
[0021](D1553B总线包括32个接收子地址和32个发送子地址，根据数据传输的字节数确定子地址的通讯方式:单消息方式或循环缓冲方式；
[0022]如果数据长度小于等于64个字节为单消息方式；大于64个字节为循环缓冲方式，通讯的消息个数为数据长度除以64字节后向大取整；
[0023](2)根据步骤I中得到的通讯方式，确定1553B总线每个子地址通讯时需要的时间；
[0024]对每个子地址，如果为单消息方式，则通讯时间为单个字节通讯时间乘64，记为Tl ;如果为循环缓冲方式，通讯时间由四部分组成，第一部分为通讯的消息个数乘以单个消息的通讯时间Tl。记为T2_l ;第二个部分为消息间的间隔为总线最小的消息间隔乘以通讯消息的个数，记为Τ2_2 ;第三个部分为同步消息的通讯时间，由于是循环缓冲方式，要有个同步的消息来使循环缓冲的指针回到初始位置，这个通讯方式为单消息，通讯时间也为Τ2_3=Τ1 ;第四个部分为通讯消息和同步消息的时间间隔，记为Τ2_4=总线最小消息间隔T ；则循环缓冲通讯方式的通讯时间Τ2=Τ2_1+Τ2_2+Τ2_3+Τ2_4 ；
[0025](3)通过总线指令通讯子地址可以完成天线通讯、侧摆控制和同步串口开关控制功能，属于多个功能复用同一个子地址的情况，根据步骤2中得到的通讯时间和多个功能传输的数据处理时间，确定被复用的子地址通讯间的时间间隔要求；
[0026]天线通讯的数据处理时间为500ms，记为TP_1、侧摆控制的数据处理时间和同步串口开关控制处理时间都为I个控制计算机的控制周期时间，记为ΤΡ_2和ΤΡ_3。子地址两次通讯之间的时间间隔设置为ΤΡ_1、和ΤΡ_2和ΤΡ_3间的最大值加上子地址的通讯时间。
[0027](4)注入指令功能需要通过注入指令I子地址、注入指令2子地址、注入指令3子地址、注入指令4子地址和注入完成子地址这5个子地址来共同完成，根据功能要求首先确定各个子地址通讯的先后顺序，然后根据步骤2确定的这些子地址的通讯时间，得到这些子地址两次通讯的时间间隔要；
[0028]注入指令功能这5个子地址的先后顺序是注入指令1、注入指令2、注入指令3、注入指令4和注入完成，标记为1，..5 ;每个子地址的通讯时间已由步骤2得出:记为TC_1,...TC_5。这些子地址之间的消息间隔为总线最小消息间隔T，则对这些子地址，两次通讯之间的时间间隔为TC_1+TC_2+...+TC_5+5*T ；
[0029](5)所有子地址的时序确定
[0030]步骤(3)和步骤(4)确定了总线指令和注入指令功能子地址两次通讯的时间间隔要求，其余子地址的两次通讯的时间间隔确定为通讯时间加上总线最小消息间隔。
[0031]总之，本发明适用于嵌入式系统1553B通讯中。因此采用该方法可以在软件研制初期确定合理可行的时间指标，避免了将错误引入到后续设计中的问题，提高了软件的可信性。
【权利要求】
1.一种保障1553B总线通信时序正确性的时序确定方法，其特征在于实现步骤如下: (D1553B总线包括32个接收子地址和32个发送子地址，根据数据传输的字节数确定子地址的通讯方式:单消息方式或循环缓冲方式； (2)根据步骤I中得到的通讯方式，确定各个子地址通讯时需要的时间； (3)通过总线指令通讯子地址完成天线通讯、侧摆控制和同步串口开关控制功能，属于多个功能复用同一个子地址的情况，根据步骤(2)中得到的通讯时间和这些功能传输的数据处理时间，确定被复用的子地址通讯间的时间间隔要求； (4)注入指令功能需要通过注入指令I子地址、注入指令2子地址、注入3指令子地址、注入指令4子地址和注入完成子地址这5个子地址来共同完成，根据功能要求首先确定各个子地址通讯的先后顺序，然后根据步骤(2)确定的这些子地址的通讯时间，得到这些子地址两次通讯的时间间隔要求； (5)所有子地址的时序确定 步骤(3)和步骤(4)确定了总线指令和注入指令功能子地址两次通讯的时间间隔要求，其余子地址的两次通讯的时间间隔确定为通讯时间加上总线最小消息间隔。
【文档编号】G06F13/42GK103744813SQ201310751624
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】顾斌, 綦艳霞, 杨孟飞, 董晓刚, 陈尧, 王政, 关小川 申请人:北京控制工程研究所