MIL-STD-1553 ( MIL-STD-1553B ) je standard Ministerstva obrany USA pro centrálně řízené rozhraní sériové sběrnice (SSI) používané v systému elektronických modulů.
Přijato v SSSR v roce 1987 jako GOST 26765.52-87 a poté v Ruské federaci jako GOST R 52070-2003 "Sběrnicové sériové rozhraní systému elektronických modulů".
Původně byl vyvinut na objednávku Ministerstva obrany USA pro použití ve vojenské vzdušné avionice , ale později se rozsah jeho použití výrazně rozšířil, standard se začal používat i v civilních systémech.
Rozhraní obsahuje dvojitou redundantní linku pro přenos informací, poloduplexní protokol příkaz-odpověď a až 31 vzdálených účastníků (koncové zařízení). Každá linka je řízena vlastním kanálovým ovladačem.
Norma stanoví požadavky na:
Poprvé publikovaný v USA jako standard letectva v roce 1973 aplikovaný na stíhačku F-16 . Převzato jako standard NATO - STANAG 3838 AVS . V novějších letadlech je nahrazen standardem IEEE 1394b .
GOST R 52070-2003 , MKIO je ruská obdoba amerického vojenského standardu MIL-STD-1553 ( MIL-STD-1553B ).
Jednu sběrnici tvoří dvojice vodičů s vlnovou impedancí 70-85 ohmů při frekvenci 1 MHz. V jedné z možností zapojení je použit koaxiální konektor, přes jehož středový kontakt se přenáší signál kódovaný Manchesterským kódem , signálový proud se vrací stínícím vodičem (koaxiální 70-85 Ohm), je zde i třetí vodič - vnější opletení, které je stíněním vedení. Přijímací a vysílací koncová zařízení jsou na sběrnici připojena pomocí transformátorové izolace a nepoužívaná spojení jsou oddělena pomocí dvojice oddělovacích odporů oddělených přes transformátor. To snižuje účinek zkratu a dodává jistotu, že proud sběrnice neprotéká tělem letadla. Manchester kód se používá k přenášení datového signálu a hodinového signálu po stejném páru vodičů (nebo koaxiálním drátem) a také k eliminaci všech stejnosměrných komponent , které jsou zpožděny izolací transformátoru. Taktovací rychlost (elektrická rychlost) v kanálu je 1 Mbit/s. Tolerance chyby a dlouhodobého posunu hodin je 0,1 %; krátkodobá stabilita rychlosti by měla být v rozmezí 0,01 %. Amplituda vstupního napětí vysílače by měla být 18-27 V.
Spolehlivosti v systému přenosu informací lze dosáhnout použitím dvou nebo tří nezávislých fyzických kanálů (redundance kanálů), ke kterým jsou připojena všechna zařízení na sběrnici. V případě výpadku spojení v daném okamžiku poskytuje redundance linky redundanci pro řadič sběrnice, vodič a koncová zařízení.
Existuje také druhá verze standardu, známá jako MIL-STD-1773 , která používá jako kanál pro přenos informací optické vlákno , které má nižší hmotnost a lepší elektromagnetickou kompatibilitu.
Hardwarová část je implementována v takových mikroobvodech jako 1986BE1T vyrobený JSC "PKK "Milandr", 5559IN13U2 vyrobený JSC "NPO "Physics" atd. [1]
Jako prvek galvanického oddělení a převodu signálu pro MKIO jsou použity pulzní transformátory řady TIL a jejich menší obdoba řady TIS řady PJSC "MSTATOR" akceptační "VP" a "OS" (Obsaženo v seznamu EKB Část 12 Ministerstva průmyslu a obchodu Ruska) na bázi energeticky účinných amorfních / nanokrystalických slitin řady AMAG.
Článek Dmitrije Daineka „Vývoj řadiče protokolu MIL-STD‑1553B na FPGA“ podrobněji pojednává o volbě základny prvků nezbytné pro návrh zařízení schopného výměny informací pomocí protokolu MIL-STD-1553B.
Kanály pro výměnu informací vytvořené podle MIL-STD-1553B mají sběrnicovou organizaci. Existuje jedna společná dálnice a účastníci jsou na ni připojeni přes galvanické oddělení. Počet účastníků může dosáhnout 31. Protokol zajišťuje redundanci. To znamená, že každý z účastníků může být připojen ke dvěma kanálům - hlavnímu a záložnímu, které se v zahraniční literatuře označují jako kanál A a kanál B.
Všichni předplatitelé na dálnici jsou rozděleni do tří typů:
Standard MIL-STD-1553B poskytuje možnost organizovat hierarchický systém, to znamená, že každý z operačních zesilovačů může být „inteligentní“, což znamená, že jde o kanálový řadič s vlastními terminály nižší úrovně.
Informace v multiplexním kanálu jsou přenášeny na frekvenci 1 MHz ve slovech 20 bitů (z toho 4 bity jsou servisní bity, 16 bitů obsahuje uživatelská data). Slova jsou přenášena v paketech. Počet slov v paketu se může lišit v závislosti na typu paketu (na to se podíváme později).
Je třeba poznamenat, že všechny informace na dálnici jsou přenášeny v kódu Manchester-2. To znamená, že náš digitální řídicí systém musí obsahovat kodér a dekodér pro tento kód.
"Manchester-2" odkazuje na samosynchronizační kódy a má nulovou konstantní složku. Přenos nul a jedniček není určen úrovní, ale přechodem z úrovně na úroveň.
Přenos logické nuly a jedničky v kódu "Manchester-2"
Podle standardu tohoto protokolu mohou mít slova tři různé formáty:
Řídicí slovo je přenášeno z regulátoru kanálu do koncového zařízení. Příkazové slovo obsahuje adresu OU (Address Remote Terminal, ADDR RT), kterému jsou informace určeny, podadresu (sub-adresa, SUBADDR) a přesně kolik slov (N) bude odesláno nebo přijato z tohoto OU. . Přijímací-vysílaný bit (Write-Read, WR) udává, kterým směrem budou vysílána informační slova následující za příkazovým slovem. Je-li WR = 0, kanálový kontrolér posílá data do koncového zařízení. Pokud WR = 1, kanálový kontrolér přijímá data z koncového zařízení.
Pokud příkazové slovo neobsahuje podadresu, ale indikaci příkazu (Command Indication, CI), pak se místo počtu slov přenese příkaz (Command, COM).
Informační slovo obsahuje pouze 16bitová data a může být přenášeno jak z kanálového řadiče do koncového zařízení, tak i v opačném směru. Což je pochopitelné – informace se musí přenášet jak do periferie, tak do centrálního stroje.
Slovo odezvy je přenášeno koncovým zařízením do regulátoru kanálu. Je nutné potvrdit, že periferie paket přijala. Aby kanálový kontrolér věděl, od koho slovo odpovědi přišlo, obsahuje adresu OU. Zbývající bity nesou servisní informace:
Každé z těchto slov používá paritní bit (Parity, P). Paritní bit musí být nastaven tak, aby celkový počet jedniček ve slově (kromě hodin) byl lichý. Pokud má pole ADDR RT hodnotu „11111“, je zpráva adresována všem koncovým zařízením. To vysvětluje skutečnost, že koncových zařízení nemůže být celkem 32, ale 31.
Atribut příkazu CI má hodnotu "00000" nebo "11111". Všechny ostatní hodnoty jsou podadresa (SUBADDR). Použití dalších ovládacích povelů umožňuje např. zablokování a odblokování vysílače záložní linky. (Toto je podrobně popsáno ve standardu.)
Měl by být zmíněn instrumentální rytmus (B). Použití nástrojového bitu umožňuje monitorům rozlišit příkazová slova od odpovědních slov. To znamená, že při použití tohoto bitu se počet možných hodnot SUBADDR sníží z 30 na 14. Pokud je počet slov N 0, znamená to 32 slov. [2]
Typická sběrnice MIL-STD-1553B (viz obrázek 1) se může skládat z
Na jedné sběrnici může být vždy pouze jeden řadič. Je iniciátorem všech zpráv na této sběrnici.
Ovladač:
Koncová zařízení slouží pro
Monitor kanálu se liší od koncového zařízení tím, že nemůže přenášet zprávy na sběrnici. Jeho úlohou je sledovat a zaznamenávat transakce na sběrnici, aniž by zasahoval do interakce řadiče a koncových zařízení. Tento záznam lze použít pro pozdější analýzu