CN107219843A - 基于任意函数发生器的mil‑std‑1553b总线节点的故障信号模拟装置 - Google Patents
基于任意函数发生器的mil‑std‑1553b总线节点的故障信号模拟装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107219843A CN107219843A CN201710464008.7A CN201710464008A CN107219843A CN 107219843 A CN107219843 A CN 107219843A CN 201710464008 A CN201710464008 A CN 201710464008A CN 107219843 A CN107219843 A CN 107219843A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- std
- mil
- bus
- signal
- arbitrary
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
- G05B23/02—Electric testing or monitoring
- G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
- G05B23/0218—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults
- G05B23/0256—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults injecting test signals and analyzing monitored process response, e.g. injecting the test signal while interrupting the normal operation of the monitored system; superimposing the test signal onto a control signal during normal operation of the monitored system
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Maintenance And Management Of Digital Transmission (AREA)
- Selective Calling Equipment (AREA)
Abstract
基于任意函数发生器的MIL‑STD‑1553B总线节点的故障信号模拟装置，涉及MIL‑STD‑1553B总线***的故障测试领域。本发明是为了解决使用专用的MIL‑STD‑1553B定制输出数据产生需要的故障信号从而较全面的测试整个总线***，通用性差的问题。故障添加模块输入MIL‑STD‑1553B协议组字，在该组字中添加故障信号，该组字生成波形点；任意函数发生器根据波形点输出MIL‑STD‑1553B信号波形给MIL‑STD‑1553B电平适配器；MIL‑STD‑1553B电平适配器将信号转变为电平标准向MIL‑STD‑1553B总线发送消息。它用于模拟总线节点的故障信号。
Description
技术领域
本发明涉及一种故障模拟装置，具体涉及基于任意函数发生器的MIL-STD-1553B总线故障信号模拟。属于MIL-STD-1553B总线***的故障测试领域。
背景技术
MIL-STD-1553B总线***在航空航天领域应用广泛，因为在这种环境下，对***稳定性有着更高的要求，所以在MIL-STD-1553B总线***组建之前，需要对总线上的各节点，包括总线控制器(BC)及各远程终端(RT)进行全面的测试，观察其在不同的总线数据传输状态下，能否保证正确的通信。并且，如果出现了总线故障，总线各节点是否能够执行正确的错误处理机制。
在对其进行测试过程中，如果使用专用的MIL-STD-1553B节点装置，在出厂时，相应厂家一定已经对这些节点装置进行了全面的测试。所以在使用这些节点装置组建总线***时，往往只能测试节点在正常工作时的情况，不能测试节点在异常工作时的情况，即便在千百次工作中节点出现了故障，这个故障也很大可能是随机的，不能进行故障定制，所以总线***测试人员想要复现这个故障也十分困难。而如果使用专用的MIL-STD-1553B测试装置，虽然可以定制输出数据产生需要的故障信号从而较全面的测试整个总线***，但这样的测试装置造价高，通用性不强。对于一般的***测试人员来说，并非一个很好的选择。
发明内容
本发明是为了解决使用专用的MIL-STD-1553B定制输出数据产生需要的故障信号从而较全面的测试整个总线***，通用性差的问题。现提供基于任意函数发生器的MIL-STD-1553B总线节点的故障信号模拟装置。
基于任意函数发生器的MIL-STD-1553B总线节点的故障信号模拟装置，它包括任意函数发生器、故障添加模块和MIL-STD-1553B电平适配器，
故障添加模块，用于输入MIL-STD-1553B协议组字，在MIL-STD-1553B协议组字中添加故障信号，该协议组字生成波形点；
所述添加故障信号的具体过程为：
用20位的指令字、20位的状态字和20位的数据字编写总线上的通信消息，根据故障需求，在指令字、状态字和数据字中添加一种或者多种错误，构成MIL-STD-1553B总线节点的故障信号；
在指令字中添加错误的方式包括在同步头添加错误、在奇偶校验位添加曼彻斯特编码错误、在远程终端地址添加曼彻斯特编码错误和在指令段添加曼彻斯特编码错误，
在状态字中添加错误的方式包括在同步头添加错误、在奇偶校验位添加曼彻斯特编码错误、在远程终端地址添加曼彻斯特编码错误和在状态段添加曼彻斯特编码错误，
在数据字中添加错误的方式包括在同步头添加错误、在奇偶校验位添加曼彻斯特编码错误和在数据段添加曼彻斯特编码错误，
任意函数发生器，用于根据生成的波形点输出MIL-STD-1553B信号波形，将该波形发送给MIL-STD-1553B电平适配器；
MIL-STD-1553B电平适配器，用于将任意函数发生器的输出信号转变为符合MIL-STD-1553B协议规定的电平标准，向MIL-STD-1553B总线发送消息。
优选地，当MIL-STD-1553B电平适配器与远程终端进行通信时，故障信号模拟装置作为一个总线控制器，向远程终端发送指令字，从而模拟出MIL-STD-1553B总线通信中总线控制器向远程终端发送消息；指令段中的发送/接收位决定发送/接收指令，如果发送/接收位发送的是发送指令，任意函数发生器利用波形点向远程终端输出预设置好的指令字；如果发送/接收位发送的是接收指令，故障信号模拟装置接收指令字后应紧接接收指令内规定数目的数据字；
当MIL-STD-1553B电平适配器与总线控制器进行通信时，故障信号模拟装置作为一个远程终端，总线控制器给远程终端发送指令字，MIL-STD-1553B电平适配器用于检测MIL-STD-1553B总线中发送指令字的上升沿，向任意函数发生器的外触发输入端提供触发信号，使得任意函数发生器利用波形点输出预设置好的状态字和数据字，从而模拟出MIL-STD-1553B总线通信中远程终端向总线控制器输出的消息。
优选地，MIL-STD-1553B电平适配器包括MIL-STD-1553B协议收发器和延时电路，
MIL-STD-1553B协议收发器，用于将任意函数发生器的输出信号转变为符合MIL-STD-1553B协议规定的电平标准，向MIL-STD-1553B总线发送消息；
延时电路，用于保证在任意函数发生器输出预设好的状态字和数据字的周期内，不应再收到有效数据沿，避免产生错误的总线响应。
本发明的有益效果为：
本申请基于任意函数发生器，配合MIL-STD-1553B专用的电平适配器和故障添加模块，模拟故障信号及模拟向MIL-STD-1553B总线发送消息。
首先，通过控制任意函数发生器实现对MIL-STD-1553B总线数据较为灵活的定制，定制精度可以达到每一个总线字的每一位。测试人员可以在故障添加模块的软件界面中直观定制MIL-STD-1553B总线字内容，以进行正确的数据传输，还可以输出若干种错误的总线字，以模拟总线故障。此外，该发明包括的MIL-STD-1553B专用电平适配器，利用了任意函数发生器的外触发功能，能够模拟出MIL-STD-1553B一个总线节点的完整消息响应过程。所以测试人员可以将该装置作为一个特定总线控制器或远程终端，测试另一个总线控制器或远程终端在发现总线故障信号时的响应。本申请与现有总线***相比通用性提高了5倍以上。
本申请的优点：
1.装置搭建简单，成本低，专用仪器仅仅需要一个电子实验室常用的任意函数发生器。
2.测试的灵活度高，可自定义配置能力强，无论是针对字内容还是其所包含的故障，上位机可以实现一个MIL-STD-1553B消息共计33个字中的任意字任意位的设置。
3.使用低成本的方法实现了任意函数发生器对总线信号的响应工作，使装置模拟协议节点更加真实可靠。
附图说明
图1为具体实施方式一所述的基于任意函数发生器的MIL-STD-1553B总线节点的故障信号模拟装置的故障信号添加流程图；
图2为具体实施方式一所述的基于任意函数发生器的MIL-STD-1553B总线节点的故障信号模拟装置的原理示意图；
图3为MIL-STD-1553B电平适配器的原理示意图；
图4为1553B总线拓扑结构图；
图5为数据编码格式波形图；
图6为字格式；
图7为指令字格式；
图8为数据字格式；
图9为状态字格式；
图10为控制器向远程终端的传输字格式；
图11为远程终端向控制器的传输字格式；
图12为远程终端向远程终端的传输字格式；
图13为传输不带数据字的方式指令；
图14为传输带数据字的方式指令(发送)；
图15为传输带数据字的方式指令(接收)；
图16为控制器向各远程终端的广播传输字格式；
图17为远程终端向各远程终端传输字格式；
图18为不带数据字的方式指令；
图19为带数据字的方式指令。
具体实施方式
基于任意函数发生器的MIL-STD-1553B总线节点的故障信号模拟装置，它包括任意函数发生器、故障添加模块和MIL-STD-1553B电平适配器，
故障添加模块，用于输入MIL-STD-1553B协议组字，在MIL-STD-1553B协议组字中添加故障信号，该协议组字生成波形点；
所述添加故障信号的具体过程为：
用20位的指令字、20位的状态字和20位的数据字编写总线上的通信消息，根据故障需求，在指令字、状态字和数据字中添加一种或者多种错误，构成MIL-STD-1553B总线节点的故障信号；
在指令字中添加错误的方式包括在同步头添加错误、在奇偶校验位添加曼彻斯特编码错误、在远程终端地址添加曼彻斯特编码错误和在指令段添加曼彻斯特编码错误，
在状态字中添加错误的方式包括在同步头添加错误、在奇偶校验位添加曼彻斯特编码错误、在远程终端地址添加曼彻斯特编码错误和在状态段添加曼彻斯特编码错误，
在数据字中添加错误的方式包括在同步头添加错误、在奇偶校验位添加曼彻斯特编码错误和在数据段添加曼彻斯特编码错误，
任意函数发生器，用于根据生成的波形点输出MIL-STD-1553B信号波形，将该波形发送给MIL-STD-1553B电平适配器；
MIL-STD-1553B电平适配器，用于将任意函数发生器的输出信号转变为符合MIL-STD-1553B协议规定的电平标准，向MIL-STD-1553B总线发送消息。
本实施方式的有益效果：
添加故障的方式如图1所示，首先开始写入指令字或者状态字的同步头，如果此时需要添加错误，那么在同步头中添加错误，接下来在写入16位有效数据位和奇偶校验位时，根据设置故障的需要，可以在16位有效数据中添加曼彻斯特编码错误、在奇偶校验位添加曼彻斯特编码错误中的一种或者多种，模拟信号故障。
任意函数发生器需要输出符合MIL-STD-1553B协议的多种字格式总线信号，用于进行信息传输。本申请主要使用了任意函数发生器的任意波形功能，即用户依次编辑波形点，信号源按照预定的配置输出符合要求的MIL-STD-1553B信号波形点，从而模拟协议通信的模拟波形。该部分对任意函数发生器的具体型号没有要求，但是必须满足以下条件。
因为MIL-STD-1553B协议规定信息传输速度为1Mb/s，且MIL-STD-1553B的编码方式为曼彻斯特编码，所以任意函数发生器的任意波功能的最大信号输出频率必须高于2Mhz。此外，如果想要使用本发明模拟出总线故障信号，比如曼彻斯特错误导致的过零点偏差，协议规定过零点偏差必须大于25ns。所以在这种情况下，每一个MIL-STD-1553B位时至少要包含40个任意波形点。这样，因为模拟一个MIL-STD-1553B协议规定的消息至多包含33个字(模拟RT到RT的消息传输)：
33(字个数)×20(一个字的总线位时个数)×40＝26400个点
也就是说，任意函数发生器的任意波功能至少需要能够存储26400个数据点才能够满足对MIL-STD-1553B错误进行仿真。而在任意函数发生器功能允许的范围内，其存储能力越强，本发明对总线信号的仿真也就能够做到越精细。
因为任意函数发生器的驱动能力不足以直接与MIL-STD-1553B总线相连，本发明使用了MIL-STD-1553B电平适配器完成这个目标。该电平适配器的整体设计方案如图3所示。
任意函数发生器的输出信号，经过收发器后，转变为符合MIL-STD-1553B协议规定的电平标准，从而将故障模拟装置挂载到总线***中。任意函数发生器输出就可以向真实的被测MIL-STD-1553B总线设备发送消息，完成对被测设备节点的故障测试。
故障添加模块用于进行任意函数发生器的程控以及向它传送波形数据点。
根据前文所述，任意函数发生器需要定制大量波形数据点，如果使用手工方式输入，显然极其耗费时间。编写计算机上的应用软件，不仅能够解决这个问题，还能够将MIL-STD-1553B总线字的定制变得更为直观。使用者直接在软件界面中依照自己的需要，输入每个字的传输信息即可，不需要再额外查阅MIL-STD-1553B总线协议。
软件发出的控制信息通过外设线缆传送给任意函数发生器，可以使用LAN、USB、串口等多种外设线缆进行设备连接。计算机需要安装VISA，VISA是VXI plug&play联盟制定的I/O接口软件标准及其规范的总称。它提供用于仪器编程的标准I/O函数库，称为VISA库。VISA函数库驻留在计算机***内，是计算机与仪器的标准软件通信接口，计算机通过它来控制仪器。
通过使用VISA，任意函数发生器与计算机的连接可以无视外设线缆所涉及的具体通信协议，即使用任何线缆连接，应用软件都可以完成上述目标。
故障添加模块主要有两部分的功能，第一是MIL-STD-1553B协议组字，也可以称为MIL-STD-1553B字形成。在一次协议消息传输中，需要完成最多33个字的定制，本发明每个字的定制很灵活，具有一套相同的组字流程。第二是仪器的程控，包括输入输出的打开和关闭、波形点的下载和信号的输出方式配置等。
(1)协议组字流程
协议组字是将使用者在软件界面上的设置，变成可以下载到任意函数发生器内存中的波形点。具体流程如图附图1所示。
该组字流程需要进行最多33次，然后将这33次的所有波形点整合成一个数据流，用于波形点的下载。
(2)仪器程控
仪器程控直接使用仪器的程控命令实现，需要注意的是：
如前文所述，本发明模拟的消息传输具有“仪器响应——输出”的过程，因为任意函数发生器只能作为输出装置，它本身并没有信号输入和检测以及响应功能。所以本发明利用仪器的外触发配合前文提到的MIL-STD-1553B电平适配器实现这一过程。
软件需要控制仪器工作在“外触发模式下”，并设置仪器的触发延时为合适的时间。以模拟RT到BC的传输为例，MIL-STD-1553B电平适配器在收到一个指令字同步头的上升沿后，给任意函数发生器一个触发信号。函数发生器需要等待一段时间再输出信号以避免总线信息的冲突，该时间为一个字的时间20us，所以需要配置仪器的触发延时为至少20us。
优选实施例中、当MIL-STD-1553B电平适配器与远程终端进行通信时，故障信号模拟装置作为一个总线控制器，向远程终端发送指令字，从而模拟出MIL-STD-1553B总线通信中总线控制器向远程终端发送消息；指令段中的发送/接收位决定发送/接收指令，如果发送/接收位发送的是发送指令，任意函数发生器利用波形点向远程终端输出预设置好的指令字；如果发送/接收位发送的是接收指令，故障信号模拟装置接收指令字后应紧接接收指令内规定数目的数据字；
当MIL-STD-1553B电平适配器与总线控制器进行通信时，故障信号模拟装置作为一个远程终端，总线控制器给远程终端发送指令字，MIL-STD-1553B电平适配器用于检测MIL-STD-1553B总线中发送指令字的上升沿，向任意函数发生器的外触发输入端提供触发信号，使得任意函数发生器利用波形点输出预设置好的状态字和数据字，从而模拟出MIL-STD-1553B总线通信中远程终端向总线控制器输出的消息。
本实施方式的有益效果：
依靠此适配器，还可以实现MIL-STD-1553B协议的规定的全部消息格式的模拟。因为函数发生器仅仅作为输出设备，如果需要测试某总线控制器(BC)对故障信号的响应是否正确，需要该装置以远程终端(RT)接入，并测试远程终端到总线控制器的数据传输。根据MIL-STD-1553B协议传输规定，总线控制器首先向远程终端传输一个发送指令字，远程终端再回送状态字和相应数量的数据字。因为任意函数发生器无法像真实MIL-STD-1553B总线节点一样判断总线字，所以本发明设计的MIL-STD-1553B电平适配器通过检测发送指令字的上升沿，向任意函数发生器的外触发输入提供触发信号，使得任意函数发生器输出用户预设置好的状态字和数据字。
优选实施例中、MIL-STD-1553B电平适配器包括MIL-STD-1553B协议收发器和延时电路，
MIL-STD-1553B协议收发器，用于将任意函数发生器的输出信号转变为符合MIL-STD-1553B协议规定的电平标准，向MIL-STD-1553B总线发送消息；
延时电路，用于保证在任意函数发生器输出预设好的状态字和数据字的周期内，不应再收到有效数据沿，避免产生错误的总线响应。
本实施方式的有益效果：
因为任意函数发生器的外触发输入会判断所有有效数据沿，所以电平适配器的延时电路部分用于保证在任意函数发生器输出全部预设数据的周期内，不应再收到有效数据沿。从而保证任意函数发生器不会多次触发，产生错误的总线响应。
实施例：
图4至图19为现有的总线结构及总线上的数据传输格式。
1.MIL-STD-1553B总线简介
MIL-STD-1553B总线简称1553B总线，其原本是美军航空电子综合***的标准总线。由于1553B总线具有较高的可靠性和安全性，其广泛应用于航空、航天、航海和其它武器装备***上，有“一网盖三军”之称。国外对1553B总线的研究和应用已有数十年的历史，1973年，为了简化不同的航空设备接口间的连线，提高数据传输的安全性，美国军方和政府公布了MIL-STD-1553标准，军方首次在F16战斗机中采用此标准，这种标准取代了用于飞机各部分之间传递数据的庞大设备，大大优化了飞机的性能。在之后的1978年，美国军方公布了MIL-STD-1553B标准并“冻结”该标准，该标准一直引用到现在。国内也制定了相应的军标GJB289A对1553B总线进行研究，从一开始的完全进口到后来的研究仿制，国内对1553B总线的使用也达到了一个新的高度，该总线标准已成功应用于最新战机上。
1.1.总线结构
图4为1553B总线拓扑结构；1553B总线是数字式时分制指令/响应型多路传输数据总线，其主要由数据总线、终端或子***终端接口组成。终端是数据总线和子***的接口电子组件，它可以是总线控制器(BC)、远程终端(RT)或总线监控器(BM)，典型的1553B总线结构如图1所示。上述三种基本通信终端通过数据总线互连在一起，总线控制器发出的命令或数据可通过数据总线送达到所有的远程终端，每一个远程终端发出的状态响应和数据也可送达到总线控制器和总线上所有其他的远程终端。
(1)总线控制器(Bus Controller)
总线的控制、管理者，也是所有通信动作的发起者。任何时刻总线上只有一个终端对总线***实施控制。但是可以有备份的总线控制器。
(2)远程终端(Remote Terminal)
对从总线上总线控制器接收到的有效命令作出响应，回送状态字，完成相应动作。它不具备总线控制功能，但可以作为总线控制器的备份。
(3)总线监视器(Bus Monitor)
在总线上可以有一个总线监视器，用于总线上数据的监视、记录。它不响应总线控制器的任何命令，也不影响总线上的信息传输。
1.2.数据格式
数据编码格式如图5所示，1553B总线上传输的数据码是曼彻斯特Ⅱ型双相电平码。逻辑1为双极编码信号1/0(即一个正脉冲继之以一个负脉冲)。逻辑0为双极编码信号0/1(即一个负脉冲继之以一个正脉冲)。总线上的位传输速率为1.0Mb/s，为半双工方式传输，过零跳变发生在每一位时的中点，如图2所示。
总线上的数据传输是以消息为单位的，消息由命令字、数据字和状态字三种字类型构成。字长为16位有效数据位加同步头加奇偶校验位共20位，字格式见图6。
(1)指令字
指令字应由同步头、远程终端地址字段、发送/接收位(T/R)、子地址/方式字段、数据字计数/方式代码字段及奇偶校验位(P)组成，其中，发送/接收位(T/R)、子地址/方式字段和数据字计数/方式代码字段统称为指令段，发送/接收位(T/R)决定发送或者接收指令，如图7所示。
同步头
指令字同步头应是一个无效的曼彻斯特波形。前1.5位时的波形为正，后1.5位时的波形为负。
◆远程终端地址
紧跟同步头后的五位为远程终端地址段。每个远程终端被指定为一个专有地址，从十进制地址0到十进制地址30均可采用，但尽量不采用十进制地址0作为远程终端的专有地址。十进制地址31(11111)为所有远程终端的公用地址，供***采用广播操作时使用。
◆发送/接收位
发送/接收位表示要求远程终端作的操作，逻辑0指定远程终端作接收操作，逻辑1指定远程终端作发送操作。
◆子地址/方式字段
子地址/方式字段用来指定远程终端的子地址，或者用作总线***进行方式控制时的标记。
◆数据字计数/方式代码字段
该字段用来指定远程终端应发送、应接收的数据字的个数或方式代码。
◆奇偶校验位
字的最后一位作为前16位的奇偶校验，采用奇校验。
(2)数据字
数据字应由同步头、数据字段和奇偶校验位(P)组成，其中，数据字段也可以叫做数据段，如图8所示。
同步头
数据字同步头是一个无效曼彻斯特波形。前1.5位时的波形为负，后1.5位时的波形为正。
◆数据段
16个位的数据。
◆奇偶校验位
字的最后一位作为前16位的奇偶校验，采用奇校验。
(3)状态字
状态字由状态字同步头、远程终端地址字段、消息差错位、测试手段位、服务请求位、备用位、广播指令接收位、忙位、子***标志位、动态总线控制接受位、终端标志位及奇偶校验位组成，其中，消息差错位、测试手段位、服务请求位、备用位、广播指令接收位、忙位、子***标志位、动态总线控制接受位和终端标志位统称为状态段，如图9所示。
同步头
状态字同步头与指令字同步头相同。
◆远程终端地址字段
该字段有五位，为发送状态字的远程终端的地址。远程终端地址符合指令字相应规定。
◆消息差错位
用来表示本远程终端在前已收到的消息中，有一个字或多个字没有通过有效性测试。逻辑1表示消息有差错，逻辑0表示消息无差错。
◆测试手段位
该位在所有条件下总置为逻辑0。该位为可选位用来区分是指令字还是状态字。如果使用，指令字中的相应位置为逻辑1。
◆服务请求位
该位表示本远程终端需要服务。要求总线控制器启动与本远程终端或子***有关的预定操作。逻辑1表示有服务请求，逻辑0表示无服务请求。该位为可选位。
◆备用状态位
备用状态位留作今后使用，应将它们置为逻辑0。
◆广播指令接收位
该位置为逻辑1时表示本远程终端接收到的上一有效指令字是广播指令字。当***中未采用广播方式时，置该位为逻辑0。
◆忙位
该位置为逻辑1表示远程终端处在忙状态，不能按照总线控制器的指令要求将数据移入子***或从子***取出数据。该位为可选位，逻辑0表示不存在忙状态。
◆子***标志位
用来向总线控制器指出存在子***故障状态，且警告总线控制器本远程终端提供的数据可能无效。该位为可选位。逻辑1表示有子***故障，逻辑0表示无子***故障。
◆动态总线接受位
若置为逻辑1，用来表示本远程终端接受符合规定的动态总线控制的授命。逻辑0表示不接受。该位为可选位。
◆终端标志位
该位用作终端标志功能。逻辑1表示本远程终端内部存在故障，请求总线控制器干预。逻辑0表示不存在故障。该位为可选位。
◆奇偶校验位
对状态字进行奇校验。
1.3.消息格式
1553B总线消息是指包括一个指令字、一个状态字(或出现在远程终端到远程终端传输时的两个指令字、两个状态字)、若干个数据字(字数从0到32不等)及状态响应间隔在内的传输序列。在总线上传输的消息应与下述的十种格式一致，不应使用任何别的消息格式。
(1)总线控制器向远程终端的传输
总线控制器应发出一个接收指令字及规定数目的数据字到远程终端，后者在核实消息之后，应发回一个状态字给控制器，指令字和数据字应以没有字间间隔的连续形式发出，控制器向远程终端的传输如图10所示。(注：“#”表示消息间隔，“**”表示相应间隔)
(2)远程终端向总线控制器的传输
总线控制器应向远程终端发出一个发送指令字，该远程终端在核实指令字之后，应发送回一个状态字给总线控制器，继之以规定数目的数据字。状态字和数据字应以没有字间间隔的连续形式发出。远程终端向控制器的传输如图11所示。
(3)远程终端向远程终端的传输
总线控制器应向远程终端A发出一个接收指令字，紧接着向远程终端B发出一个发送指令字，远程终端B在核实指令字之后，应发送一个状态字，继之以规定数目的数据字。状态字和数据字应以没有字间间隔的连续形式发送。远程终端B发出的数据传输结束时及远程终端A在接收到规定数目的数据字之后，应按规定相应状态字。远程终端向远程终端的传输如图12所示。
(4)不带数据字的方式指令
总线控制器应使用规定的方式代码向远程终端发出一个发送指令字，该远程终端在核实指令字之后，回送一个状态字，传输格式如图13所示。
(5)带数据字的方式指令(发送)
总线控制器应使用规定的方式代码向远程终端发出一个发送指令字，该远程终端在核实指令字之后，回送一个状态字，继之以一个数据字。状态字和数据字应以没有字间间隔的连续形式发送。传输带数据字的方式指令(发送)如图14所示。
(6)带数据字的方式指令(接收)
总线控制器应使用规定的方式代码向远程终端发出一个发送指令字，继之以一个数据字。指令字和数据字应以没有字间间隔的连续形式发送。该远程终端在核实指令字和数据字之后，应回送一个状态字。传输带数据字的方式指令(接收)如图15所示。
(7)总线控制器向各远程终端的广播传输(广播)
总线控制器发出一个远程终端地址字段为11111的接收指令字，继之以规定数目的数据字，指令字和数据字应以没有字间间隔的连续形式发送。具有接收广播指令能力的各远程终端在核实消息之后，应按规定在状态字中将广播指令接收位置位，但不回送状态字。控制器向各远程终端的广播传输如图16所示。
(8)远程终端向各远程终端传输(广播)
总线控制器应发出一个远程终端地址字段为11111的接收指令字，继之使用远程终端A的专有地址向远程终端A发出一个发送指令字。远程终端A在核实指令字之后，应回送一个状态字，继之以规定数目的数据字。状态字和数据字应以没有字间间隔的连续形式发送。具有接收广播指令能力的各远程终端(除远程终端A之外)均应在核实消息之后，按规定在状态字中将广播指令接收位置位，但不回送状态字。远程终端向各远程终端传输(广播)如图17所示。
(9)不带数据字的方式指令(广播)
总线控制器应发出一个含有方式代码的且远程终端地址字段为11111的发送指令字。具有接收广播指令能力的各远程终端应在核实指令字之后，按规定在状态字中将广播指令接收位置位，但不回送状态字。不带数据字的方式指令(广播)如图18所示。
(10)带数据字的方式指令(广播)
总线控制器应发出一个含有方式代码的且远程终端地址字段为11111的接收指令字，继之以发送一个数据字。指令字和数据字应以没有字间间隔的连续形式发送。具有接收广播指令能力的各远程终端应在核实消息之后，按规定在状态字中将广播指令接收位置位，但不回送状态字。带数据字的方式指令(广播)如图19所示。
现有使用专用的MIL-STD-1553B定制输出数据产生需要的故障信号从而较全面的测试整个总线***，存在通用性差的问题。
基于任意函数发生器的MIL-STD-1553B总线节点的故障信号模拟装置，它包括任意函数发生器、故障添加模块和MIL-STD-1553B电平适配器，
故障添加模块，通过TekVISA软件实现。并使用LabWindows/CVI设计GUI面板，计算机和任意函数发生器的连接可以使用网线，USB线或者GPIB线，
任意函数发生器采用的型号为AFG3252C、AFG3102或者33250A，
型号为AFG3252C的任意函数发生器的任意波发生功能支持输出频率范围1mHz～120MHz，有效模拟带宽(-3dB)225MHz；
MIL-STD-1553B电平适配器使用HI-1573作为MIL-STD-1553B协议收发器，并使用555定时器完成延时电路的设计，
故障添加模块，用于输入MIL-STD-1553B协议组字，在MIL-STD-1553B协议组字中添加故障信号，该协议组字生成波形点；
所述添加故障信号的具体过程为：
用20位的指令字、20位的状态字和20位的数据字编写总线上的通信消息，根据故障需求，在指令字、状态字和数据字中添加一种或者多种错误，构成MIL-STD-1553B总线节点的故障信号；
在指令字中添加错误的方式包括在同步头添加错误、在奇偶校验位添加错误、在指令段添加错误和在指令字的每位中添加曼彻斯特编码错误，
在状态字中添加错误的方式包括在同步头添加错误、在奇偶校验位添加错误、在状态段添加错误和在状态字的每位中添加曼彻斯特编码错误，
在数据字中添加错误的方式包括在同步头添加错误、在奇偶校验位添加错误、在数据段添加错误和在数据字的每位中添加曼彻斯特编码错误，
为了实现曼彻斯特错误的输出，需要任意函数发生器具有至少8万个波形点的存储能力；
任意函数发生器，用于根据生成的波形点输出MIL-STD-1553B信号波形，将该波形发送给MIL-STD-1553B电平适配器；
MIL-STD-1553B电平适配器，用于将任意函数发生器的输出信号转变为符合MIL-STD-1553B协议规定的电平标准，向MIL-STD-1553B总线发送消息。
Claims (3)
1.基于任意函数发生器的MIL-STD-1553B总线节点的故障信号模拟装置，其特征在于，它包括任意函数发生器、故障添加模块和MIL-STD-1553B电平适配器，
故障添加模块，用于输入MIL-STD-1553B协议组字，在MIL-STD-1553B协议组字中添加故障信号，该协议组字生成波形点；
所述添加故障信号的具体过程为：
用20位的指令字、20位的状态字和20位的数据字编写总线上的通信消息，根据故障需求，在指令字、状态字和数据字中添加一种或者多种错误，构成MIL-STD-1553B总线节点的故障信号；
在指令字中添加错误的方式包括在同步头添加错误、在奇偶校验位添加曼彻斯特编码错误、在远程终端地址添加曼彻斯特编码错误和在指令段添加曼彻斯特编码错误，
在状态字中添加错误的方式包括在同步头添加错误、在奇偶校验位添加曼彻斯特编码错误、在远程终端地址添加曼彻斯特编码错误和在状态段添加曼彻斯特编码错误，
在数据字中添加错误的方式包括在同步头添加错误、在奇偶校验位添加曼彻斯特编码错误和在数据段添加曼彻斯特编码错误，
任意函数发生器，用于根据生成的波形点输出MIL-STD-1553B信号波形，将该波形发送给MIL-STD-1553B电平适配器；
MIL-STD-1553B电平适配器，用于将任意函数发生器的输出信号转变为符合MIL-STD-1553B协议规定的电平标准，向MIL-STD-1553B总线发送消息。
2.根据权利要求1所述的基于任意函数发生器的MIL-STD-1553B总线节点的故障信号模拟装置，其特征在于，
当MIL-STD-1553B电平适配器与远程终端进行通信时，故障信号模拟装置作为一个总线控制器，向远程终端发送指令字，从而模拟出MIL-STD-1553B总线通信中总线控制器向远程终端发送消息；指令段中的发送/接收位决定发送/接收指令，如果发送/接收位发送的是发送指令，任意函数发生器利用波形点向远程终端输出预设置好的指令字；如果发送/接收位发送的是接收指令，故障信号模拟装置接收指令字后应紧接接收指令内规定数目的数据字；
当MIL-STD-1553B电平适配器与总线控制器进行通信时，故障信号模拟装置作为一个远程终端，总线控制器给远程终端发送指令字，MIL-STD-1553B电平适配器用于检测MIL-STD-1553B总线中发送指令字的上升沿，向任意函数发生器的外触发输入端提供触发信号，使得任意函数发生器利用波形点输出预设置好的状态字和数据字，从而模拟出MIL-STD-1553B总线通信中远程终端向总线控制器输出的消息。
3.根据权利要求1所述的基于任意函数发生器的MIL-STD-1553B总线节点的故障信号模拟装置，其特征在于，MIL-STD-1553B电平适配器包括MIL-STD-1553B协议收发器和延时电路，
MIL-STD-1553B协议收发器，用于将任意函数发生器的输出信号转变为符合MIL-STD-1553B协议规定的电平标准，向MIL-STD-1553B总线发送消息；
延时电路，用于保证在任意函数发生器输出预设好的状态字和数据字的周期内，不应再收到有效数据沿，避免产生错误的总线响应。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710464008.7A CN107219843B (zh) | 2017-06-19 | 2017-06-19 | Mil-std-1553b总线节点故障信号模拟装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710464008.7A CN107219843B (zh) | 2017-06-19 | 2017-06-19 | Mil-std-1553b总线节点故障信号模拟装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107219843A true CN107219843A (zh) | 2017-09-29 |
| CN107219843B CN107219843B (zh) | 2019-02-22 |
Family
ID=59949791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710464008.7A Active CN107219843B (zh) | 2017-06-19 | 2017-06-19 | Mil-std-1553b总线节点故障信号模拟装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107219843B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108052093A (zh) * | 2017-12-20 | 2018-05-18 | 哈尔滨广瀚燃气轮机有限公司 | 一种执行机构绝对位置编码器的反馈信号模拟装置 |
| CN108334054A (zh) * | 2018-01-30 | 2018-07-27 | 北京控制工程研究所 | 一种服务于复杂1553总线网络结构的控制***数据传输有效性测试方法及*** |
| CN111209154A (zh) * | 2020-01-02 | 2020-05-29 | 上海航天计算机技术研究所 | 虚拟1553b总线设备的实现方法 |
| CN111552584A (zh) * | 2020-03-24 | 2020-08-18 | 中国空间技术研究院 | 卫星一级故障诊断隔离及恢复功能的测试***、方法及装置 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102270173A (zh) * | 2011-07-21 | 2011-12-07 | 哈尔滨工业大学 | 基于scsi驱动层的故障注入工具 |
| CN102650958A (zh) * | 2012-03-31 | 2012-08-29 | 哈尔滨工业大学 | Fc-ae-1533总线测试*** |
| CN103631255A (zh) * | 2013-12-03 | 2014-03-12 | 中国航空无线电电子研究所 | 用于航电***健康诊断的故障注入设备及故障注入方法 |
| CN103698563A (zh) * | 2013-12-25 | 2014-04-02 | 北京航天测控技术有限公司 | 一种1553b总线电气故障注入装置 |
| CN103701663A (zh) * | 2013-12-25 | 2014-04-02 | 北京航天测控技术有限公司 | 一种1553b总线程控故障注入装置 |
| CN205263644U (zh) * | 2015-12-24 | 2016-05-25 | 珠海诺华科技有限公司 | 多总线故障注入*** |
-
2017
- 2017-06-19 CN CN201710464008.7A patent/CN107219843B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102270173A (zh) * | 2011-07-21 | 2011-12-07 | 哈尔滨工业大学 | 基于scsi驱动层的故障注入工具 |
| CN102650958A (zh) * | 2012-03-31 | 2012-08-29 | 哈尔滨工业大学 | Fc-ae-1533总线测试*** |
| CN103631255A (zh) * | 2013-12-03 | 2014-03-12 | 中国航空无线电电子研究所 | 用于航电***健康诊断的故障注入设备及故障注入方法 |
| CN103698563A (zh) * | 2013-12-25 | 2014-04-02 | 北京航天测控技术有限公司 | 一种1553b总线电气故障注入装置 |
| CN103701663A (zh) * | 2013-12-25 | 2014-04-02 | 北京航天测控技术有限公司 | 一种1553b总线程控故障注入装置 |
| CN205263644U (zh) * | 2015-12-24 | 2016-05-25 | 珠海诺华科技有限公司 | 多总线故障注入*** |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 赵加凤: "1553B总线故障模拟装置研制", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108052093A (zh) * | 2017-12-20 | 2018-05-18 | 哈尔滨广瀚燃气轮机有限公司 | 一种执行机构绝对位置编码器的反馈信号模拟装置 |
| CN108052093B (zh) * | 2017-12-20 | 2024-05-31 | 哈尔滨广瀚燃气轮机有限公司 | 一种执行机构绝对位置编码器的反馈信号模拟装置 |
| CN108334054A (zh) * | 2018-01-30 | 2018-07-27 | 北京控制工程研究所 | 一种服务于复杂1553总线网络结构的控制***数据传输有效性测试方法及*** |
| CN108334054B (zh) * | 2018-01-30 | 2019-10-18 | 北京控制工程研究所 | 一种服务于复杂1553总线网络结构的控制***数据传输有效性测试方法及*** |
| CN111209154A (zh) * | 2020-01-02 | 2020-05-29 | 上海航天计算机技术研究所 | 虚拟1553b总线设备的实现方法 |
| CN111209154B (zh) * | 2020-01-02 | 2023-08-29 | 上海航天计算机技术研究所 | 虚拟1553b总线设备的实现方法 |
| CN111552584A (zh) * | 2020-03-24 | 2020-08-18 | 中国空间技术研究院 | 卫星一级故障诊断隔离及恢复功能的测试***、方法及装置 |
| CN111552584B (zh) * | 2020-03-24 | 2024-04-09 | 中国空间技术研究院 | 卫星一级故障诊断隔离及恢复功能的测试***、方法及装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107219843B (zh) | 2019-02-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107219843B (zh) | Mil-std-1553b总线节点故障信号模拟装置 | |
| US4192451A (en) | Digital diagnostic system employing signature analysis | |
| US7324913B2 (en) | Methods and apparatus for testing a link between chips | |
| JPS61501055A (ja) | プログラム可能なデジタル信号テストシステム | |
| US4070705A (en) | Simulation apparatus | |
| CN109739767A (zh) | 一种人机交互界面逻辑功能测试方法及装置 | |
| US4383312A (en) | Multiplex system tester | |
| EP0068993A2 (en) | Computer interface | |
| RU59284U1 (ru) | Имитатор системы управления | |
| CN107102637A (zh) | 一种基于can的总线信号故障模拟装置产生故障信号的方法 | |
| US6749431B2 (en) | Apparatus and method for connecting simulator instruments to a control system | |
| CN115762302A (zh) | 一种机载1553b总线教学实验***及实验仿真方法 | |
| US20030204779A1 (en) | System operation test facilitating program and method | |
| CN109283853A (zh) | 一种空间载荷遥控数据传输***及方法 | |
| CN115792411A (zh) | 基于校正通道的相控阵天线测试装置及测试方法 | |
| CN108880948A (zh) | 一种基于fc网络的设备测试验证***及方法 | |
| Ginis et al. | Aircraft & space interfaces testing with national instruments equipment | |
| RU98605U1 (ru) | Комплексный имитатор внешних систем для отработки корабельной системы управления вооружением | |
| RU99622U1 (ru) | Комплексный имитатор внешних систем для отработки корабельной системы управления | |
| CN108802514B (zh) | 一种基于环形总线网络的地面试验***及方法 | |
| JP3192890B2 (ja) | 並列試験装置 | |
| RU78590U1 (ru) | Комплексный имитатор внешних систем для отработки корабельной системы управления | |
| US11953547B2 (en) | Data recorder | |
| CN221125416U (zh) | 一种车载通信***教学设备 | |
| CN104731671A (zh) | 一种插错装置及方法、纠错码电路的验证设备和方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20191226 Address after: No. 251, Xuefu Road, Nangang District, Harbin City, Heilongjiang Province Patentee after: Harbin Haitai Xinhang Electronics Co., Ltd Address before: 150001 Harbin, Nangang, West District, large straight street, No. 92 Patentee before: Harbin Institute of Technology |
|
| TR01 | Transfer of patent right |