[发明专利]一种1553B总线监听系统

说明书

技术领域

本发明属于通讯领域，涉及一种1553B总线监听系统。

背景技术

1553B总线具备可靠性高、实时性好和易于扩展等优点，在航空航天领域得到了广泛的应用。通过对1553B总线信号进行监听和记录，能有效地提高系统故障诊断的效率。

目前1553B总线监听主要采用基于通用1553B总线控制器芯片（如DDC公司的BU-61580系列器件）的技术实现方案。总线控制器芯片完成1553B总线传输层协议解析，并向监听设备CPU提供解析数据。由于受该类控制器芯片功能的限制，依靠控制器芯片提供的解析数据无法完整再现1553B总线的全部通信活动。对于正常的总线传输，该类监听设备无法提供总线帧传输中命令字、控制字和数据字的间隔时间信息。对于异常的总线传输，该类监听设备无法提供详细的错误信息，如发生传输异常时错误类型（同步头错误、曼彻斯特编码错误、校验错误和响应超时）、错误发生时刻点以及错误发生时已记录的位信息等。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种1553B总线监听系统，应用单片可编程逻辑芯片实现在1553B总线协议层以命令字、数据字和状态字为基本单位对总线进行完整监听。

本发明的技术方案是：一种1553B总线监听系统，包括1553B总线隔离变压器、1553B总线收发器和可编程逻辑器件；1553B总线信号经1553B总线隔离变压器进行信号隔离处理后送至1553B总线收发器；1553B总线收发器对隔离后的总线信号进行双门限电压比较处理，输出一对逻辑互补的数字信号至可编程逻辑器件；可编程逻辑器件对输入的数字信号进行滤波整形、码流提取和协议解析处理获得1553B总线‘字’信息和时间戳信息，并将提取的1553B总线‘字’信息和时间戳信息经PCI总线接口写入计算机内存。

所述的可编程逻辑器件包括总线信号同步和滤波逻辑单元、总线信号脉冲修剪整形逻辑单元、1553B位流处理控制逻辑单元、1553B总线解析信息缓存单元、精度可调时间戳产生逻辑单元和PCI主设备接口逻辑单元；

所述总线信号同步和滤波逻辑单元接收1553B总线收发器发送的一对逻辑互补的数字信号，进行信号同步和滤波处理，并将处理后的结果送至总线信号脉冲修剪整形逻辑单元；

所述总线信号脉冲修剪整形逻辑单元接收经总线信号同步和滤波逻辑单元处理输出的信号，对该数字信号的过零时间段进行修剪，使过零时间段大于两个系统时钟周期，并将修剪后的结果送至1553B位流处理控制逻辑单元；

所述1553B位流处理控制逻辑单元接收经总线信号脉冲修剪整形逻辑单元修剪后的信号，对于信号中有效1553B字，提取并记录同步头类型、16位数据和当前字与前一字的间隔时间；对于信号中无效的1553B字，提取并记录错误类型、已记录除同步头和校验位外的位数据信息长度、已记录位信息；所述的错误类型包括同步头错误、编码错误和校验错误；

所述总线信息解析缓存逻辑单元以32位为基本记录单元，对1553B位流处理控制逻辑单元解析输出的1553B‘字’信息打包形成总线监听信息并缓存；

所述精度可调时间戳产生逻辑单元产生时间戳信息，包括小时、分钟、秒和毫秒信息；

所述PCI总线接口逻辑单元以DMA方式主动将总线信息解析缓存逻辑单元输出的总线监听信息和精度可调时间戳产生逻辑单元输出的时间戳信息交叉写入内存，PCI主设备以环形缓存机制管理内存。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)所述1553B总线监听系统能实现对1553B总线通信信息进行更全面和完整的记录。对于一条有效的1553B‘字’，所述1553B监听系统除记录同步头类型和16比特数据外，还记录总线通道标识以及该总线字与前一个总线字的间隔时间信息；对于一条无效的1553B‘字’，所述1553B监听系统记录错误类型信息、当前错误的1553总线‘字’与前一个总线字的间隔时间信息以及在检测到总线错误前已采样的1553B总线‘字’位信息。

(2)1553B监听系统实现对记录的1553B总线‘字’信息打时间戳功能，提供的时间戳信息包括小时、分钟、秒和毫秒信息。根据时间戳信息，可以准确确定1553B总线‘字’的传输时刻，方便监听信息检索与使用。

(3)1553B监听系统对1553B总线信息的提取、解析以及记录操作均由可编程逻辑器件的硬件逻辑实现，不占用计算机软件开销，能实现1553B总线信息监听操作的实时性。