[发明专利]一种1553B总线电气故障注入装置

说明书

技术领域

本发明涉及航空电子通信总线仿真测试技术领域，特别是涉及一种1553B总线电气故障注入装置。

背景技术

1553B总线指遵从美国军用标准MIL-STD-1553B的数字时分制指令/响应型多路传输总线，与之对应的我国军用标准为GJB289A-97（两标准规定内容一致）。1553B总线的通信过程由总线控制器（BC,Bus Controller）发起并采用指令-响应的应答控制机制，提供了传输可靠性保障，被广泛应用于军事、工业及科研领域特别是军用机载电子设备和航空航天电子设备的中低速率数据传输。

GJB5186是我国针对MIL-STD-1553B(GJB289A-97)总线制定的测试方法军用标准，规定了检验总线控制器（BC）、远程终端设备（RT，Remote Terminal）、总线监控器（BM，Bus Monitor）、连接器及总线系统的有效性测试方法和生产测试方法，明确规定故障注入作为检验设备及系统协议遵从性的测试手段之一。同时，随着以航空电子为代表的军工和高技术装备制造及应用对设备及系统的可测试性设计要求不断提高，在设备研制、生产、调制、验收及系统组建过程中，采用“硬件在环”故障注入的加速失效方法模拟未来系统应用过程中可能潜在的各种潜在风险，已经成为检验设备及系统可测试性设计有效性和完备性的必要措施。

1553B总线故障按类别可分为物理故障、电气故障和协议故障，其中物理故障指差分信号线的断路、短路、串行阻抗和并行阻抗变化等；电气故障包括信号幅度、波形上升/下降时间和过零时间差错等；协议故障指包括校验错误、字长错误、消息长度错误、字间隔错误、延迟错误等数据位及定时关系的故障类型。

针对电气故障注入，利用DAC（数模转换控制器）及外围放大电路产生故障波形是普遍措施，但其中也存在两个问题：其一是DAC信号通道为单向通道，即只产生信号但不能接收信号，由此导致对1553B总线半双工通信机制的破坏；其二是现行做法中电气故障注入与总线仿真分开进行，电气故障注入信号的数字信息通常需要预先给定或固化，只对波形特征进行控制，导致故障信号波形并不能切实反应实际数据传输过程中的电气故障特征。

针对相关技术中1553B总线电气故障注入过程中存在的破坏半双工机制和不便实时更改故障信号的数字信息的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中1553B总线电气故障注入过程中存在的破坏半双工机制和不便实时更改故障信号的数字信息的问题，本发明提供了一种1553B总线电气故障注入装置，用以解决上述技术问题。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种1553B总线电气故障注入装置，其中，该装置包括固件和硬件；所述固件包括实时波形发生器、波形占空比调节器；所述硬件包括（数模转换器）DAC输出及信号放大电路、变压器隔离；其中，所述实时波形发生器，用于通过所述DAC输出及信号放大电路，实时产生故障信号波形；所述波形占空比调节器，用于调节所述故障信号波形的占空比；所述变压器隔离，用于在所述故障信号波形注入后释放总线。

进一步，所述实时波形发生器，由一个带有1553B字同步头指示信号sync_word和字有效指示信号valid_word输出的1553B曼彻斯特II型编码器，及一个基于双端口RAM的信号发生器构成。

进一步，在使用前，所述实时波形发生器预先将电气波形上升沿、下降沿的量化数据地址连续地存入双口随机存储器RAM；在使用中，当发送空闲时，所述实时波形发生器读特定RAM的地址，使DAC信号中值输出；当发送忙时，所述实时波形发生器中的1553B曼彻斯特II型编码器，利用所述sync_word信号、所述valid_word信号和标准编码输出信号控制RAM读地址，所述实时波形发生器通过所述DAC输出及信号放大电路，实时产生故障信号波形。

进一步，所述波形占空比调节器，包括一个带有1553B字同步头指示信号sync_word和字有效指示信号valid_word输出的1553B标准逻辑控制器，和一个占空比控制器。

进一步，所述1553B标准逻辑控制器未进行曼彻斯特II型编码，直接将1553B数据字逻辑输出；所述占空比控制器将1553B一个位时细分为64份，利用寄存器控制信号占空比产生非标准曼彻斯特编码。