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1、ICS49.140CCSV75OB中华人民共和国国家标准GB/T436692024空间数据与信息传输系统航天器1553B总线通信协议Spacedataandinformationtransfersystems一1553Bdatabuscommunicationprotocolonspacecraft2024-03T5发布2024-07-01实施国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会目次前言IIl引言IN1范围12规范性引用文件13术语和定义14缩略语25总则35.1 协议层次和内容35.2 总线拓扑结构35.3 子地址约定45.4 方式码消息使用约定46总线通信机制56.1 消息传送机制56
2、.2 服务请求机制56.3 同步机制56.4 时统机制66.5 总线测试机制67总线通信过程77.1 总线通信过程说明77.2 通信调度过程97.3 置数过程97.4 发送过程107.5 接收过程107.6 取数过程117.7 同步过程117.8 时统过程127.9 总线测试过程138可靠性设计要求139管理信息库13附录A（资料性）基于本文件的进一步设计17参考文献20本文件按照GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国宇航技术及其应用标准化技术委员会(SAC/T
3、C425)提出并归口。本文件起草单位：中国科学院国家空间科学中心、北京空间飞行器总体设计部、长春理工大学、中国航大标准化研究所、厦门华信立诚标准化服务有限公司、国网思极位置服务有限公司、浙江汇隆晶片技术有限公司。本文件主要起草人：吕囿庆、臃娟、何鑫、徐海涛、安军社、薛长斌、詹盼盼、底哓强、许冬彦、蔡鸿星、张春光、叶国萍、李杰。本文件规范了国内航天器设计中的1553B总线应用通信协议，定义了上层应用与链路层和物理层之间的接口使用关系，总线通信所需的协议元素，提出了消息调度机制方案，供任务系统剪裁使用，以协调、方便具体工程任务的通信协议设计和规定，实现跨任务和跨部门的协议通用。本文件规定的1553
4、B总线通信协议属于跨应用层与链路层协议，而链路层和物理层的协议内容已有相关国外标准和国内的标准予以规定，本文件不作更多的规定和约束。因此在使用本文件时，需要与相关的标准结合使用。IV空间数据与信息传输系统航天器1553B总线通信协议1范围本文件描述了航天器上应用的1553B总线通信的总线拓扑结构、使用约定、总线通信机制、总线通信过程、可靠性设计和管理信息库。本文件适用于航天器上采用1553B总线的相关设备和系统以及相配套的地面测试设备的研制。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件
5、，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T42041航天术语空间数据与信息传输3术语和定义GB/T42041界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3. 11553B总线1553Bdatabus一种数字式时分制指令/响应型多路传输数据总线。3.2终端terminal使数据总线与应用装置相接的电子组件。注1:在1553B总线中包括总线控制器、总线监视器和远置终端喇。注2：终端可以是独立存在的可更换组件，也能包含在应用装置内。3.3总线控制器buscontroller;BC1553B总线中组织信息传输的终端。3.4总线监视器busmonitor;BM1553B总线中接收、记录总线上传输的
6、消息，并能够有选择地提取信息的终端。注：如果分配一个终端地址参与通信，则称为监视终端(MI)。3.5远置终端remoteterminal;RT远程终端1553B总线中不作为总线控制器或总线监视器而参与通信的所有终端。3.6字word1553B总线通信的基本数据单元。注1:字由20bi曲成，包括3bil同步头、16bil数据和Ibit奇偶校验位。3bil同步和Ibil校验用于物理层，传递信息的字是指16bit数据。注2：有附类型的字：指令字、状态字和数据字。3.7消息message总线上传输数据的基本单元。&包括指令字、状态字、若T类辨字(Ot32个)及状态响应间隔在内的传输序列。3.8消息帧m
7、essageframe由多条消息组成的消息序列。注：总线控制器通过组织消息帧实现总线通信消息腕抑蹦排。3.9方式码modecode总线控制器对总线系统中的信息流及有关硬件进行管理但不用于数据传送的一类消息。3.10广播broadcast总线通信中某个终端发送的消息可被其他多个终端或全体终端接收到的一种方式。3.11余度总线redundantbus在终端间使用一路以上总线的数据传送通路。3.12分发distribution总线控制器发出消息的过程。3.13获取acquisition总线控制器组织远置终端发出消息，其他远置终端或总线控制器作为消息接收方的过程。3.14置数setdata参与总线通信
8、的应用将需要发送的数据交付终端发送的操作。3.15取数getdata参与总线通信的应用将接收到的数据从终端提取出来的操作。4缩略语下列缩略语适用于本文件。BC:总线控制器(BUSController)BCA:总线控制器应用(BCApplication)BM:总线监视器(BUSMonitor)OSI:开放系统互联(OPenSystemInterconnect)RT:远置终端(RemoteTerminal)RTA:远置终端应用(RTApplication)5总则5.1 协议层次和内容本文件规定的1553B总线通信协议与OSl分层协议的对应关系见图1。QizCK1留取分层蜘趣协议解关系应用展金相I用
9、户侑交任务的议府”及网络及KSS-E-ST-OO-IX数据路层数1RttM层子JB敷重交换与PI步子及摘科幡设检,INUl*消息度善申井15538Att仿议4MA子层ItIHm“介质建STJK11电图11553B总线通信协议与OSl分层协议的对应关系航天器上的1553B总线通信层涉及物理层、数据链路层，以及与应用层之间接口的协议。本文件在协议栈中的位置见图1,主要是从应用角度规定了对1553B总线链路层协议的使用关系，对应了链路层协议子层的一部分内容，以及应用层下端的一部分接口应用内容，主要包括1553B总线拓扑结构、子地址约定、方式码消息选择、总线通信机制、总线通信过程等，用于1553B总线
10、通信过程的消息安排和数据交换，确保总线通信运行的稳定可靠，为上层制定具体任务协议提供支撑。5.2 总线拓卜结构1553B总线系统由ljBC,l个31个RT组成（地址从030）,可根据需要配置一个BM,拓扑图21553B总线系统拓扑结构（双余度）BC与其他终端之间构成主从通信关系，通过总线线缆进行连接。一般配置双余度总线线缆，也可根据需要和重要程度配置多余度总线线缆。各条线缆互为备份，总线通信的消息可通过任意一条总线线缆传输。每个终端都有相应的服务应用对象，终端可与应用对象同属于一个装置中，也可是装置之外的可更换组件。BM主要对总线通信情况进行监视，监视数据交由BM应用进行处理。BM也可通过分配
11、一个终端地址参与正常通信，称为监视终端（町）。BM可作为BC的备份，当监视到BC工作异常时，可切换到BC模式下工作，代替BC工作。切换的过程可通过某种机制自动进行，也可通过外部指令控制完成。切换时一般是先停止Be的BC工作模式，然后再将BM切换到BC工作模式，避免总线上有两个BC同时工作。RT地址32个，其中030（二进制011110）作为RT的专有地址，31（二进制ImI）用于广播。在实际应用中，尽量不采用0作为RT的专有地址。5.3 子地址约定每个RT有32个发送子地址和32个接收子地址，用于区别不同种类数据消息的收发。RT子地址的使用约定见表1,定义说明和使用建议见附录A中A.3o表1R
12、T子地址使用约定子地址RT发送RT接收说明0不使用126获取数据分发数据可根据任务需要定义消息种类，用于发送过程和接收过程（见7.4、7.5）,以及数据块传送（见A.5）27分发传送确认分发传送描述用于收发双方握手的发送过程（见7.4）28获取传送请求获取传送确认用于收发双方握手的接收过程（见7.5）29时间码时间码（可是广播）用于时统过程（见7.8）30长抱环测试长抱环测试用于长抱环测试过程（见6.5.1、7,9.1）31方式码方式码使用约定见5.45.4 方式码消息使用约定1553B总线定义了15种方式码消息，本文件规定下列5种常用方式码消息的使用方式，其余10种本文件不作使用约定。a）同
13、步（二进制代码OOOO1）:不带数据字，广播方式或非广播方式。用于将预定事件通知相关RT,使RT同步。同步过程见6.3、7.7,时统过程见6.4、7.8。b）启动自测试（二进制代码OoOI1）:不带数据字，非广播方式。用于启动RT内部的测试电路。测试过程见6.5.2、7.9。c）发送矢量字（二进制代码10000）:带一个数据字（称为矢量字），非广播方式。用于要求RT发送矢量字，以便BC确定该RT要求的特定消息传输请求。服务请求机制见6.2,矢量字定义见A.2od）带数据字的同步（二进制代码100OI）:带一个数据字，其编码可定义不同的预定事件，广播方式或非广播方式。用于将预定事件通知相关RT,
14、使RT根据事件同步。同步过程见6.3、7.7,时统过程见6.4、7.8。e）发送自测试字（二进制代码100I1）:带一个数据字（称为自测试字），非广播方式。用于RT向BC报告自测试的结果。测试过程见6.5.2、7.9o6总线通信机制6.1 消息传送机制BC根据BCA和RT对消息传输需求，预先编排组织消息帧，通过启动和停止的操作，控制消息帧的传输过程。消息传送机制有周期传送和插入传送两种。一般情况下总线通信为周期传送机制，以消息帧为单位循环不断地传送消息。当有突发消息需要传送时，停止周期消息帧的传送，转而传送突发消息，然后返回周期消息帧停止处，恢复周期传送机制，这一转换过程称为插入传送机制。周期
15、传送机制是对有周期性传输需求的消息在总线通信带宽上的预先分配，以保证所有终端都有参与通信的机会，满足各种消息不同传输时延要求，体现总线通信的周期特性和时序稳定性。插入传送机制是对非周期性传输需求的消息，保证其传输的及时性。BC可根据BCA或RT突发性的消息传输请求，按照约定的优先级关系和时效性要求，编排组织消息传输。关于周期传送机制和插入传送机制的消息编排见A.1。6.2 服务请求机制服务请求机制用于总线通信能够按需传输消息，以有效节省传输带宽，提升传输效率。以RT为消息源或RT请求获取某类消息的数据传输可采用服务请求机制。RT通过“发送矢量字”方式码消息（100oO）的状态字中的“服务请求位”来标识消息传输请求，通过所带的矢
