本發(fā)明涉及計算機(jī)通信1553總線技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提高1553總線傳輸帶寬的方法。

背景技術(shù)：

1553總線是MIL-STD-1553B的簡稱。1973年美國軍方制定了1553總線標(biāo)準(zhǔn)。目前已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于機(jī)載、彈載、衛(wèi)星和航天器等航空和航天領(lǐng)域。由于1553總線1Mbps傳輸帶寬的制約，1553總線已不能滿足航空航天電子系統(tǒng)對大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆?/p>

一些公司在研究高速的1553總線，如美國的DDC公司的10Mbit/s的1553產(chǎn)品。10Mbit/s的1553總線雖然保留使用現(xiàn)有線纜，但無法與1Mbit/s的1553總線直接互通。如果總線工作在10M帶寬，就必須更換總線上所有節(jié)點(diǎn)設(shè)備，否則無法實(shí)現(xiàn)所有節(jié)點(diǎn)設(shè)備的互聯(lián)互通。

此外，航空電子分委員會(ANSI FC-AE)推出了FC-AE-1553總線標(biāo)準(zhǔn)。FC-AE-1553以光纖作為物理介質(zhì)，在光纖通道上映射1553協(xié)議，利用光纖通道的特性，提高總線通信能力。但由于底層介質(zhì)不同，采用FC-AE-1553需要完全更換總線線纜和設(shè)備，無法保護(hù)已有投入，更換升級的費(fèi)用昂貴。

因此迫切地需要一種方法簡單、高效、低成本、與1Mbit/s的1553總線兼容的提高總線傳輸帶寬的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：如何提高1553總線的傳輸帶寬。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種提高1553總線傳輸帶寬的方法，所述方法中按照以下步驟將本地數(shù)據(jù)發(fā)送到1553總線上：

A1，外部CPU向共享緩存中寫入本地數(shù)據(jù)；如果通過命令控制模式發(fā)送數(shù)據(jù)，則遠(yuǎn)程終端RT子地址采用非大數(shù)據(jù)子地址；如果通過非命令控制模式，即大數(shù)據(jù)模式發(fā)送數(shù)據(jù)，則RT子地址采用大數(shù)據(jù)子地址；其中，對于可靠性達(dá)到預(yù)設(shè)指標(biāo)的命令控制信息的傳輸，采用1Mbit/s的1553總線通信方式進(jìn)行冗余保護(hù)傳輸，定義為命令控制模式；對于可靠性未達(dá)到預(yù)設(shè)指標(biāo)的大數(shù)據(jù)的傳輸，利用1553總線的冗余通道，與主通道組成一條虛擬鏈路，在虛擬鏈路上采用1Mbit/s的1553總線通信方式，進(jìn)行大數(shù)據(jù)量傳輸，定義為大數(shù)據(jù)模式；所述大數(shù)據(jù)為大于預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)；

A2，控制共享緩存的讀寫操作以及地址和指針管理，以實(shí)現(xiàn)本地數(shù)據(jù)的讀?。?/p>

A3，對于讀取的本地數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)1553總線協(xié)議，根據(jù)當(dāng)前1553操作的命令控制或狀態(tài)信息，組成由命令字、狀態(tài)字和數(shù)據(jù)字構(gòu)成的1553信息數(shù)據(jù)；

A4，對所述1553信息數(shù)據(jù)中的命令字或狀態(tài)字中的RT子地址進(jìn)行識別，動態(tài)地建立虛擬鏈路：如果識別出命令字或狀態(tài)字中的RT子地址字段為非大數(shù)據(jù)子地址，即命令控制模式，則將1553信息數(shù)據(jù)直接在主通道上進(jìn)行發(fā)送，冗余通道用于主通道的冗余保護(hù)；如果識別出命令字或狀態(tài)字中的RT子地址字段為大數(shù)據(jù)子地址，即大數(shù)據(jù)模式，則將主通道和冗余通道組合成一條虛擬通道，將1553信息數(shù)據(jù)在虛擬通道上傳輸，利用兩個通道的帶寬，同時發(fā)送1553信息數(shù)據(jù)；

A5，對1553信息數(shù)據(jù)以字為單位進(jìn)行處理，添加同步頭，進(jìn)行校驗(yàn)計算，并以曼徹斯特編碼形式的串行數(shù)據(jù)發(fā)送；

所述方法中按照以下步驟從1553總線上接收遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)：

B1，對1553總線上的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，解碼后的信息數(shù)據(jù)以字為單位；

B2，對解碼后的信息數(shù)據(jù)中的命令字或狀態(tài)字中的RT子地址進(jìn)行識別，動態(tài)地建立虛擬鏈路：如果命令字或狀態(tài)字中的RT子地址字段為非大數(shù)據(jù)子地址，即命令控制模式，則從主通道或冗余通道上接收1553信息數(shù)據(jù)；如果命令字或狀態(tài)字中的RT子地址字段為大數(shù)據(jù)子地址，即大數(shù)據(jù)模式，則將主通道和冗余通道組合成一條虛擬通道，從虛擬鏈路上還原1553信息數(shù)據(jù)；

B3，將接收到的1553信息數(shù)據(jù)，按1553協(xié)議進(jìn)行解析得到遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)；

B4，控制共享緩存的讀寫操作以及地址和指針管理，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)的寫入；

B5，外部CPU從共享緩存中讀取遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，步驟B1中，所述解碼的操作包括同步頭檢出、命令字檢出、狀態(tài)字檢出、數(shù)據(jù)字檢出、解碼錯誤檢出、奇偶檢測、字計數(shù)統(tǒng)計以及串并轉(zhuǎn)換中的一種或幾種操作。

優(yōu)選地，所述共享緩存是4K*16Bit的異步雙口SRAM。

(三)有益效果

本發(fā)明方法利用現(xiàn)有冗余通道，簡單高效地提高了1553總線的傳輸帶寬，兼容原1Mbit/s的1553總線傳輸，既可以進(jìn)行命令控制模式傳輸，又可以進(jìn)行大數(shù)據(jù)模式傳輸，動態(tài)切換模式，調(diào)整傳輸帶寬，成本低，優(yōu)勢明顯。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例涉及的功能模塊結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的中1553信息數(shù)據(jù)格式；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中命令控制模式鏈路上信息格式；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中大數(shù)據(jù)模式虛擬鏈路上信息格式。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種提高1553總線傳輸帶寬的方法，可以根據(jù)應(yīng)用的需求，動態(tài)地切換傳輸模式，實(shí)現(xiàn)動態(tài)帶寬調(diào)整。其保留現(xiàn)有的總線線纜，對于可靠性要求達(dá)到預(yù)設(shè)指標(biāo)的命令控制信息的傳輸，采用原1Mbit/s的1553總線通信方式，進(jìn)行冗余保護(hù)傳輸，定義為命令控制模式；對于可靠性要求未達(dá)到預(yù)設(shè)指標(biāo)的大量數(shù)據(jù)的傳輸，利用1553總線的冗余通道，與主通道組成一條虛擬鏈路，在虛擬鏈路上采用原1Mbit/s的1553總線通信方式，進(jìn)行大數(shù)據(jù)量傳輸，定義為大數(shù)據(jù)模式；所述大數(shù)據(jù)為大于預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)。其中，大數(shù)據(jù)模式傳輸采用專用的RT子地址(可自定義)，定義為大數(shù)據(jù)子地址；命令控制模式傳輸采用剩余的RT子地址，定義為非大數(shù)據(jù)子地址。

本發(fā)明實(shí)施例的提高1553總線傳輸帶寬的方法，其中涉及到的功能模塊包括：CPU接口邏輯模塊、共享緩存、存儲管理模塊、1553協(xié)議控制器、虛擬鏈路控制器、主通道和冗余通道編解碼器。所述的CPU接口邏輯負(fù)責(zé)與外部CPU進(jìn)行通信，完成內(nèi)外部數(shù)據(jù)交換；所述的共享緩存負(fù)責(zé)存儲本地和遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)；所述的存儲管理模塊負(fù)責(zé)控制讀寫共享緩存器操作以及地址和指針管理；所述的1553協(xié)議控制器負(fù)責(zé)1553總線協(xié)議處理；所述的虛擬鏈路控制器負(fù)責(zé)將多個物理通道組合成為虛擬鏈路，承載1553信息數(shù)據(jù)；所述的編解碼器負(fù)責(zé)信號濾波、同步檢測、時鐘對準(zhǔn)、曼徹斯特編解碼、串并/并串轉(zhuǎn)換和奇偶校驗(yàn)等功能。

如圖1所示，2個獨(dú)立的編解碼器負(fù)責(zé)信號濾波、同步檢測、時鐘對準(zhǔn)、曼徹斯特編解碼、串并/并串轉(zhuǎn)換和奇偶校驗(yàn)；虛擬鏈路控制器負(fù)責(zé)將2個物理通道組合成為1條虛擬鏈路，傳輸1553信息數(shù)據(jù)。

CPU接口邏輯模塊：實(shí)現(xiàn)與外部CPU芯片接口通信，通過地址線、數(shù)據(jù)線、控制線，向寄存器寫入控制信息和讀取狀態(tài)信息，向共享緩存中寫入內(nèi)部數(shù)據(jù)或從共享緩存中讀取外部數(shù)據(jù)，完成信息交換和數(shù)據(jù)存儲。尤其，CPU需要通過配置RT子地址來控制信息傳輸?shù)哪Ｊ?，命令控制模式采用非大?shù)據(jù)子地址進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，大數(shù)據(jù)模式采用大數(shù)據(jù)子地址進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

共享緩存：共享緩存是4K*16Bit的異步雙口SRAM，一個端口用于外部CPU的訪問，另一個端口用于內(nèi)部存儲管理模塊的訪問，每一個端口都支持讀寫。

1553協(xié)議控制器：實(shí)現(xiàn)1553總線協(xié)議，將內(nèi)部數(shù)據(jù)按1553協(xié)議組成1553信息數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送，或?qū)⒔邮盏?553信息數(shù)據(jù)按1553協(xié)議進(jìn)行解析得到外部數(shù)據(jù)，BC-RT的1553信息數(shù)據(jù)格式和RT-BC的1553信息數(shù)據(jù)格式，如圖2所示。

編解碼器模塊：發(fā)送方向，編解碼器模塊對1553信息數(shù)據(jù)以字為單位進(jìn)行處理，添加同步頭，進(jìn)行校驗(yàn)計算，并以曼徹斯特編碼形式的串行數(shù)據(jù)發(fā)送；接收方向，編解碼器模塊實(shí)現(xiàn)同步頭檢出、數(shù)據(jù)檢出、解碼錯誤檢出、奇偶檢測、字計數(shù)統(tǒng)計等功能，進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換將處理后的16比特字交給后級模塊進(jìn)行處理。

虛擬鏈路控制器：對命令字或狀態(tài)字中RT子地址進(jìn)行識別，動態(tài)地建立虛擬鏈路：

如果命令字或狀態(tài)字中的RT子地址字段為非大數(shù)據(jù)子地址，為命令控制模式，采用1Mbit/s的1553總線傳輸，虛擬鏈路控制器根據(jù)CPU的控制，在指定的鏈路上進(jìn)行1553信息數(shù)據(jù)的承載，其余鏈路用于冗余保護(hù)處理；如圖3所示為命令控制模式BC-RT和RT-BC信息數(shù)據(jù)在主通道進(jìn)行傳輸；

如果命令字或狀態(tài)字中的RT子地址為大數(shù)據(jù)子地址，即大數(shù)據(jù)傳輸模式，則虛擬鏈路控制器將2個彼此獨(dú)立的物理通道組合成一條虛擬鏈路，在虛擬鏈路上承載1553信息數(shù)據(jù)，鏈路上信息數(shù)據(jù)在2條物理通道上同時傳輸，利用了2條物理通道的傳輸帶寬。

BC-RT信息數(shù)據(jù)在虛擬鏈路上傳輸?shù)母袷饺鐖D4所示，BC將BC-RT信息數(shù)據(jù)中的命令字(接收命令字)同時在兩個物理通道上發(fā)送，將信息數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)字按奇偶比特間插的方式同時在兩個物理通道上傳輸，即兩個通道均發(fā)送了完整且相同的命令字，主通道發(fā)送了每個數(shù)據(jù)字的偶數(shù)比特，冗余通道上發(fā)送每個數(shù)據(jù)字的奇數(shù)比特。RT的2個通道接收到接收命令字，進(jìn)行字對齊，接著按奇偶比特間插的方式，從2個通道還原數(shù)據(jù)字。

RT-BC信息數(shù)據(jù)在虛擬鏈路上傳輸?shù)母袷饺鐖D4所示，BC在主通道上發(fā)送命令字(發(fā)送命令字)。RT接收到BC發(fā)送的命令字后返回響應(yīng)，將狀態(tài)字同時在兩個物理通道上發(fā)送，將信息數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)字按奇偶比特間插的方式同時在兩個物理通道上傳輸，即兩個通道均發(fā)送了完整且相同的狀態(tài)字，主通道發(fā)送了每個數(shù)據(jù)字的偶數(shù)比特，冗余通道上發(fā)送了每個數(shù)據(jù)字的奇數(shù)比特。BC的兩個通道接收到狀態(tài)字后，進(jìn)行字對齊，接著按奇偶比特間插的方式，從2個通道還原數(shù)據(jù)字。

基于以上功能模塊實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明實(shí)施例的方法通過以下步驟將本地數(shù)據(jù)發(fā)送到1553總線上：

A1，外部CPU通過CPU接口邏輯模塊，向共享緩存中寫入本地數(shù)據(jù)。如果通過命令控制模式發(fā)送數(shù)據(jù)，則遠(yuǎn)程終端RT子地址采用非大數(shù)據(jù)子地址；如果通過大數(shù)據(jù)模式發(fā)送數(shù)據(jù)，則RT子地址采用大數(shù)據(jù)專用子地址。

A2，存儲管理模塊控制共享緩存的讀寫操作以及地址和指針管理，以實(shí)現(xiàn)本地數(shù)據(jù)的讀取，交給1553協(xié)議控制器。

A3，1553協(xié)議控制器實(shí)現(xiàn)1553總線協(xié)議，根據(jù)當(dāng)前1553操作的命令控制或狀態(tài)信息，組成由命令字、狀態(tài)字、數(shù)據(jù)字構(gòu)成的1553信息數(shù)據(jù)，發(fā)送給虛鏈路控制器。

A4，虛擬鏈路控制器對1553信息數(shù)據(jù)中的命令字或狀態(tài)字中RT子地址進(jìn)行識別，動態(tài)地建立虛擬鏈路:

如果命令字或狀態(tài)字中的RT子地址字段為非大數(shù)據(jù)子地址，即命令控制模式，虛擬鏈路控制器將1553信息數(shù)據(jù)直接在主通道上進(jìn)行發(fā)送，冗余通道用于主通道的冗余保護(hù)；

如果命令字或狀態(tài)字中的RT子地址字段為大數(shù)據(jù)子地址，即大數(shù)據(jù)模式，虛擬鏈路控制器將主通道和冗余通道組合成一條虛擬通道，將1553信息數(shù)據(jù)在虛擬通道上傳輸，利用了兩個通道的帶寬，同時發(fā)送1553信息數(shù)據(jù)。

A5，編解碼器，對1553信息數(shù)據(jù)以字為單位進(jìn)行處理，添加同步頭，進(jìn)行校驗(yàn)計算，并以曼徹斯特編碼形式的串行數(shù)據(jù)發(fā)送；

本發(fā)明實(shí)施例的方法中通過以下步驟從1553總線上接收遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)：

B1，編解碼器對1553總線上的數(shù)據(jù)進(jìn)行同步頭檢出、命令字檢出、狀態(tài)字檢出、數(shù)據(jù)字檢出、解碼錯誤檢出、奇偶檢測、字計數(shù)統(tǒng)計等功能，進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換等操作，將處理后信息數(shù)據(jù)以字為單位交給虛擬鏈路控制器進(jìn)行處理。

B2，虛擬鏈路控制器對編解碼器輸出的信息數(shù)據(jù)中的命令字或狀態(tài)字中RT子地址進(jìn)行識別，動態(tài)地建立虛擬鏈路:

如果命令字或狀態(tài)字中的RT子地址字段為非大數(shù)據(jù)子地址，即命令控制模式，虛擬鏈路控制器從主通道或冗余通道上接收1553信息數(shù)據(jù)，交給1553協(xié)議控制器進(jìn)行處理；

如果命令字或狀態(tài)字中的RT子地址字段為大數(shù)據(jù)子地址，即大數(shù)據(jù)模式，虛擬鏈路控制器將主通道和冗余通道組合成一條虛擬通道，從虛擬鏈路上還原1553信息數(shù)據(jù)，交給1553協(xié)議控制器進(jìn)行處理。

B3，1553協(xié)議控制器將接收到的1553信息數(shù)據(jù)，按1553協(xié)議進(jìn)行解析得到遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)，發(fā)送給存儲管理模塊；

B4，存儲管理模塊控制共享緩存的讀寫操作以及地址和指針管理，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)的寫入。

B5，外部CPU通過CPU接口邏輯模塊，從共享緩存中讀取遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)。

可以看出，本發(fā)明實(shí)施例中，利用現(xiàn)有冗余通道，簡單高效地提高了1553總線的傳輸帶寬，兼容原1Mbit/s的1553總線傳輸，既可以進(jìn)行命令控制模式傳輸，又可以進(jìn)行大數(shù)據(jù)模式傳輸，動態(tài)切換模式，調(diào)整傳輸帶寬，成本低，優(yōu)勢明顯。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。