一種嵌入式1553b總線數據傳輸偵聽儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種嵌入式1553B總線數據傳輸偵聽儀，所述偵聽儀包括：總線通信模塊、總線波形采集模塊以及嵌入式計算機；所述總線通信模塊與1553B總線連接，用于監(jiān)聽所述1553B總線上的報文，并通過以太網將所監(jiān)聽的報文數據傳輸至所述嵌入式計算機；所述總線波形采集模塊與所述1553B總線連接，用于實時采集所述1553B總線的波形，并通過USB口將所采集的波形數據傳至所述嵌入式計算機；所述嵌入式計算機用于錄取并分析所監(jiān)聽的所述1553B總線的報文數據，以及實時顯示所采集的1553B總線的波形。本發(fā)明可以快速、可靠的對1553B總線數據傳輸進行偵聽。
【專利說明】一種嵌入式1553B總線數據傳輸偵聽儀

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及總線數據傳輸和偵聽【技術領域】，具體的說，是一種便攜式、新型的嵌入式1553B總線數據傳輸偵聽儀。

【背景技術】
[0002]MIL-STD-1553B數據總線具有雙向輸出特性，實時性和可靠性高，廣泛應用在當代的運輸機和相當數量的民航客機以及軍用飛機上，航天系統也廣泛的應用這一總線。1553B總線是MIL-STD-1553B總線的簡稱，其中B就是BUS。1553B總線能掛31個遠置終端，1553B總線采用指令/響應型通信協議，它有三種終端類型:總線控制器(BC)、遠程終端(RT)和總線監(jiān)視器(BM);信息格式有BC到RT、RT到BC、RT到RT、廣播方式和系統控制方式；傳輸媒介為屏蔽雙絞線；1553B總線耦合方式有直接耦合和變壓器耦合；1553B總線為多冗余度總線型拓撲結構，具有雙向傳輸特性，其傳輸速度為1Mbps，傳輸方式為半雙工方式，采用曼徹斯特碼進行編碼傳輸，采用這種編碼方式適用于變壓器耦合；1553B總線上每條報文最長由32個字組成，所有的字分為三類:命令字、數據字和狀態(tài)字。
[0003]隨著飛機機載電子系統的不斷復雜化，因此，為了保障1553B總線的可靠運行，需要對其進行偵聽，以確保數據傳輸的穩(wěn)定性與可靠性。


【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，提供一種嵌入式1553B總線數據傳輸偵聽儀，其能夠對1553B總線進行偵聽，以確保數據傳輸的穩(wěn)定性與可靠性。
[0005]為實現上述目的，本發(fā)明提供了一種嵌入式1553B總線數據傳輸偵聽儀，包括:總線通信模塊、總線波形采集模塊以及嵌入式計算機；所述總線通信模塊與1553B總線連接，用于監(jiān)聽所述1553B總線上的報文，并通過以太網將所監(jiān)聽的報文數據傳輸至所述嵌入式計算機；所述總線波形采集模塊與所述1553B總線連接，用于實時采集所述1553B總線的波形，并通過USB 口將所采集的波形數據傳至所述嵌入式計算機；所述嵌入式計算機用于錄取并分析所監(jiān)聽的所述1553B總線的報文數據，以及實時顯示所采集的1553B總線的波形。
[0006]可選的，所述總線通信模塊包括一 BU-61580芯片，所述BU-61580芯片通過一隔離變壓器與1553B總線連接，所述BU-61580芯片配置為BM模式，用于監(jiān)聽所述1553B總線上的所有通訊字。
[0007]可選的，所述總線通信模塊包括兩塊BU-61580芯片，每一所述BU-61580芯片通過兩路隔離變壓器與1553B總線連接，實現雙余度總線通訊；所述數據傳輸偵聽儀進一步包括一控制模塊，所述控制模塊采用并口與每一所述BU-61580芯片通訊、采用以太網與所述嵌入式計算機通訊，所述控制模塊用于根據所述嵌入式計算機的指令對每一所述BU-61580芯片進行控制以實現數據傳輸。
[0008]可選的，每一所述BU-61580芯片可單獨配置成BC、BM、RT三種模式中的任意一種，用于對所述1553B總線進行測試或對所述的偵聽儀進行自測試。
[0009]可選的，所述控制模塊采用MCU。
[0010]進一步，所述總線波形采集模塊由差分探頭和AD采樣單元組成，采樣速度配置為lOMB/s，所述差分探頭和AD采樣單元用于對所述1553B總線電氣特性進行預設時間的錄取，以采集波形數據。
[0011]進一步，所述嵌入式計算機采用數據庫存儲錄取的報文數據。
[0012]進一步，所述嵌入式計算機采用修改內存或寄存器的內容來注入故障，以實現對所述1553B總線的軟件故障注入。
[0013]進一步，所述嵌入式計算機進一步用于實時顯示監(jiān)聽報文、進行報文的查詢和分析，以及實時顯示波形、進行波形重現與分析。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點在于:可以對1553B總線的實時報文進行錄取和分析；可以對1553B總線的實時波形進行錄取和分析；采用兩塊BU-61580芯片、雙路隔離變壓器實現雙余度總線通訊模塊；偵聽儀的總線通信模塊可配置成BC、BM或RT三種模式對1553B總線進行各種測試；具有1553B總線故障注入功能；支持自測試；可以實現人機交互界面報文查詢與分析功能以及實現人機交互界面波形實時顯示、波形重現與分析功能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1，本發(fā)明所述的嵌入式1553B總線數據傳輸偵聽儀一實施例的架構圖；
圖2，本發(fā)明所述的嵌入式1553B總線數據傳輸偵聽儀另一實施例的架構圖。

【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本發(fā)明提供的一種嵌入式1553B總線數據傳輸偵聽儀做詳細說明。
[0017]參見圖1，本發(fā)明所述的嵌入式1553B總線數據傳輸偵聽儀一實施例的架構圖。在本實施例中所述偵聽儀包括:總線通信模塊12、總線波形采集模塊14以及嵌入式計算機16。
[0018]所述總線通信模塊12與1553B總線11連接，用于監(jiān)聽所述1553B總線11上的報文，并通過以太網將所監(jiān)聽的報文數據傳輸至所述嵌入式計算機16。在本實施例中所述總線通信模塊12包括一 BU-61580芯片122，所述BU-61580芯片122通過一隔離變壓器124與1553B總線11連接，所述BU-61580芯片122配置為BM模式，用于監(jiān)聽所述1553B總線11上的所有通訊字(命令字、數據字和狀態(tài)字)。通過隔離變壓器124進行變壓器耦合，利于終端故障隔離，不會因為一個終端故障而造成整個總線網絡的完全癱瘓。
[0019]所述總線波形采集模塊14與所述1553B總線11連接，用于實時采集所述1553B總線11的波形，并通過USB 口將所采集的波形數據傳至所述嵌入式計算機16。所述總線波形采集模塊14可以由差分探頭142和AD采樣單元144組成，采樣速度配置為lOMB/s，所述差分探頭142和AD采樣單元144用于對所述1553B總線11電氣特性進行預設時間的錄取，以采集波形數據。1553B總線通訊速率為IMB/s，因此總線波形采集模塊14的采樣速度配置為lOMB/s，可充分采集到波形變化。采用USB 口通訊可以實現大批量數據傳輸。
[0020]所述嵌入式計算機16用于錄取并分析所監(jiān)聽的所述1553B總線11的報文數據，以及實時顯示所采集的1553B總線11的波形。所述嵌入式計算機16可以采用高性能嵌入式計算機單板，配備大容量存儲器，以實現大量數據的高速通訊、存儲和實時波形顯示。所述嵌入式計算機16可以用于對監(jiān)聽報文進行錄取保存、實時根據特征字抓取相應的報文以供分析或根據特征字觸發(fā)錄取以及實時顯示監(jiān)聽報文、進行報文的查詢和分析。所述嵌入式計算機16可以采用數據庫162存儲錄取的報文數據。所述嵌入式計算機16可以對所采集的1553B總線11的波形進行實時顯示、并可保存波形數據以及進行波形重現與分析。波形錄取可以與報文錄取同步，并支持報文錄取同步觸發(fā)波形錄取，以便全面分析1553B總線數據與電氣性能。所述嵌入式計算機16還可以采用修改內存或寄存器的內容來注入故障，以實現對所述1553B總線11的軟件故障注入。
[0021]參見圖2，本發(fā)明所述的嵌入式1553B總線數據傳輸偵聽儀另一實施例的架構圖。在本實施例中所述偵聽儀包括:總線通信模塊22、總線波形采集模塊24、嵌入式計算機26以及控制模塊28。
[0022]所述總線通信模塊22包括兩塊BU-61580芯片222，每一所述BU-61580芯片222通過兩路隔離變壓器224與1553B總線21連接，實現雙余度總線通訊。每一所述BU-61580芯片222可單獨配置成BC、BM、RT三種模式中的任意一種，用于對所述1553B總線進行測試或對所述的偵聽儀進行自測試。
[0023]所述控制模塊28采用并口與每一所述BU-61580芯片222通訊、采用以太網與所述嵌入式計算機26通訊。所述控制模塊28用于根據所述嵌入式計算機26的指令對每一所述BU-61580芯片222進行控制以實現數據傳輸。在本實施例中，所述控制模塊28采用MCU ；MCU與兩路BU-61580芯片222采用并口通訊，MCU與嵌入式計算機26采用以太網通訊。MCU根據嵌入式計算機26的指令實現對兩路BU-61580芯片222的完全控制，以實現大批量數據的可靠傳輸。
[0024]所述總線波形采集模塊24與所述1553B總線21連接，用于實時采集所述1553B總線21的波形，并通過USB 口將所采集的波形數據傳至所述嵌入式計算機26。在本實施例中，所述總線波形采集模塊24由差分探頭242和AD采樣單元244組成，采樣速度配置為lOMB/s。所述差分探頭242和AD采樣單元244用于對所述1553B總線21電氣特性進行預設時間的錄取，以采集波形數據。1553B總線通訊速率為IMB/s，因此總線波形采集模塊24的采樣速度配置為lOMB/s，可充分采集到波形變化。采用USB 口通訊可以實現大批量數據傳輸。
[0025]所述嵌入式計算機26用于錄取并分析所監(jiān)聽的所述1553B總線21的報文數據，以及實時顯示所采集的1553B總線21的波形。在本實施例中，所述嵌入式計算機26采用數據庫262存儲錄取的大量報文數據。所述嵌入式計算機26可以用于對監(jiān)聽報文進行錄取保存、實時根據特征字抓取相應的報文以供分析或根據特征字觸發(fā)錄取以及實時顯示監(jiān)聽報文、進行報文的查詢和分析。所述嵌入式計算機26可以對所采集的1553B總線21的波形進行實時顯示、并可保存波形數據以及進行波形重現與分析。波形錄取可以與報文錄取同步，并支持報文錄取同步觸發(fā)波形錄取，以便全面分析1553B總線數據與電氣性能。所述嵌入式計算機26還可以采用修改內存或寄存器的內容來注入故障，以實現對所述1553B總線21的軟件故障注入，可實現同步頭錯誤、校驗位錯誤、消息替換等故障注入。
[0026]本發(fā)明所述嵌入式1553B總線數據傳輸偵聽儀是一款新型的便攜式1553B總線數據傳輸和偵聽設備，可以設置1553B總線的實時報文錄取和分析功能、1553B總線實時波形錄取和分析功能、雙余度總線通訊功能、1553B總線故障注入功能、人機交互界面報文查詢與分析功能以及人機交互界面波形實時顯示、波形重現與分析功能。以下結合附圖1-2，對本發(fā)明所述嵌入式1553B總線數據傳輸偵聽儀的功能實現原理進行詳細說明。
[0027]1553B總線的實時報文(命令字、數據字和狀態(tài)字)錄取和分析功能:將總線通信模塊配置為BM模式，即可監(jiān)聽1553B總線上的所有通訊字，并通過以太網傳輸至嵌入式計算機；嵌入式計算機對監(jiān)聽報文根據需要進行錄取保存、實時根據特征字抓取相應的報文以供分析或根據特征字觸發(fā)錄取。
[0028]1553B總線實時波形錄取和分析功能:偵聽儀采用總線波形采集模塊對1553B總線電氣特性進行一段時間的錄取，并通過USB 口傳至嵌入式計算機；嵌入式計算機實時顯示1553B總線波形，并可保存波形數據。1553B通訊速率一般為IMB/s，因此總線波形采集模塊的采樣速度配置為lOMB/s，可充分采集到波形變化。波形錄取可以與報文錄取同步，并支持報文錄取同步觸發(fā)波形錄取，以便全面分析1553B總線數據與電氣性能。嵌入式計算機的人機交互界面可以實現錄取數據的實時顯示或存儲數據的波形重現。
[0029]雙路隔離變壓器實現雙余度總線通訊功能:偵聽儀采用兩個BU-61580芯片通過雙路隔離變壓器實現雙余度總線通訊；兩個BU-61580芯片可單獨配置成BC、BM、RT三種模式中的任意一種，因此偵聽儀可以自建1553B總線網絡，用于模擬測試總線通訊對所述1553B總線進行測試，或對所述的偵聽儀進行自測試。
[0030]1553B總線故障注入功能:偵聽儀采用修改嵌入式計算機內存或寄存器的內容來注入故障，實現1553B總線軟件故障注入功能，可實現同步頭錯誤、校驗位錯誤、消息替換等故障注入。
[0031]人機交互界面報文查詢與分析功能:嵌入式計算機可設置特征字捕捉功能和特征字觸發(fā)錄取功能，并實時顯示總線上的通訊報文，通訊報文采用數據庫存儲，方便報文的查詢和分析。
[0032]人機交互界面波形實時顯示、波形重現與分析功能:1553B總線實時波形采集后，上傳至嵌入式計算機中，由計算機分析軟件實現顯示波形或存儲數據的波形重現；支持對電氣信號在時間和幅度范圍的放大和縮小，提供對波形進行細節(jié)分析的能力；提供測量功能，可對時間差、幅度差進行測量；提供單次觸發(fā)功能；提供多種觸發(fā)設置，如上升觸沿觸發(fā)、下降沿觸發(fā)等。
[0033]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種嵌入式1553B總線數據傳輸偵聽儀，其特征在于，包括:總線通信模塊、總線波形采集模塊以及嵌入式計算機； 所述總線通信模塊與1553B總線連接，用于監(jiān)聽所述1553B總線上的報文，并通過以太網將所監(jiān)聽的報文數據傳輸至所述嵌入式計算機； 所述總線波形采集模塊與所述1553B總線連接，用于實時采集所述1553B總線的波形，并通過USB 口將所采集的波形數據傳至所述嵌入式計算機； 所述嵌入式計算機用于錄取并分析所監(jiān)聽的所述1553B總線的報文數據，以及實時顯示所采集的1553B總線的波形。
2.根據權利要求1所述的偵聽儀，其特征在于，所述總線通信模塊包括一BU-61580芯片，所述BU-61580芯片通過一隔離變壓器與1553B總線連接，所述BU-61580芯片配置為BM模式，用于監(jiān)聽所述1553B總線上的所有通訊字。
3.根據權利要求1所述的偵聽儀，其特征在于，所述總線通信模塊包括兩塊BU-61580芯片，每一所述BU-61580芯片通過兩路隔離變壓器與1553B總線連接，實現雙余度總線通訊；所述數據傳輸偵聽儀進一步包括一控制模塊，所述控制模塊采用并口與每一所述BU-61580芯片通訊、采用以太網與所述嵌入式計算機通訊，所述控制模塊用于根據所述嵌入式計算機的指令對每一所述BU-61580芯片進行控制以實現數據傳輸。
4.根據權利要求3所述的偵聽儀，其特征在于，每一所述BU-61580芯片可單獨配置成BC、BM、RT三種模式中的任意一種，用于對所述1553B總線進行測試或對所述的偵聽儀進行自測試。
5.根據權利要求3所述的偵聽儀，其特征在于，所述控制模塊采用MCU。
6.根據權利要求1所述的偵聽儀，其特征在于，所述總線波形采集模塊由差分探頭和AD采樣單元組成，采樣速度配置為lOMB/s，所述差分探頭和AD采樣單元用于對所述1553B總線電氣特性進行預設時間的錄取，以采集波形數據。
7.根據權利要求1所述的偵聽儀，其特征在于，所述嵌入式計算機采用數據庫存儲錄取的報文數據。
8.根據權利要求1所述的偵聽儀，其特征在于，所述嵌入式計算機采用修改內存或寄存器的內容來注入故障，以實現對所述1553B總線的軟件故障注入。
9.根據權利要求1所述的偵聽儀，其特征在于，所述嵌入式計算機進一步用于實時顯示監(jiān)聽報文、進行報文的查詢和分析，以及實時顯示波形、進行波形重現與分析。
【文檔編號】H04L12/26GK104135402SQ201410353686
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月24日 優(yōu)先權日:2014年7月24日
【發(fā)明者】陳林榮, 崔振宇, 汪晶, 孫建芳 申請人:上海鐳隆科技發(fā)展有限公司