淺談航空電子數據總線技術

李輝

【摘 要】高科技的發展影響了中國許多領域的變化在當前的社會發展中，交通對人們的出行很重要為了方便人們出行，中國加快了航空研究航空技術不僅適用于公共生活，而且適用于軍事行動環境。因此，航空與生計質量和國家安全有關。為了促進國內航空工業的發展，有必要加強航空技術領域的研究?；诖?，文章根據電子航空系統的現狀，對電子數據總線技術的發展進行了簡要分析，并對未來進行了預測。

【關鍵詞】航空電子系統;數據總線;光纖通道;技術分析

前言

隨著科技的發展，航空領域的電子技術也在發展計算機的使用改善了電子航空系統，航空電子總線技術的出現也促進了航空電子的發展。然而，科技進步如此之快，以致傳統的電子數據總線技術已不再適應現代發展，航空專家應加快這一領域的創新，以取得更好的成果。航空電子總線技術已成為飛機上最常用的技術之一，可有效地傳輸和分享信息。

一、航空數據總線概述

機載數據總線技術用于設備、子系統和嵌入式模塊之間的互聯。與計算機網絡一樣，嵌入式電子設備是指通過機載數據總線連接在一起的計算機，用于執行相互之間的數據和信息傳輸任務。目前，該系統的應用已擴展到各種移動平臺，如船只、衛星、導彈和坦克。它基本上是一種實時網絡互聯技術。航空數據總線技術源于綜合空中運輸系統的開發，該系統經歷了前四個階段：第一代離散空中運輸系統，其中導航和通信系統獨立運作;最初的系統甚至取決于飛行員在處理任務時的判斷在第二代聯合空運系統中，各子系統的功能相互獨立，不同設備之間的數據交互較少。在第三代綜合空運系統中引入了模塊概念，信息處理模塊由計算機組成，取代了分系統。該系統可擴展且功能豐富，使其能夠應對復雜的任務。目前正在向第四代高級集成研究階段過渡，該階段使用統一網絡實現子系統、模塊甚至處理器芯片之間的互連，具有速度、可擴展性、低延遲和容錯能力等特性。

二、航空電子系統體系架構

1.綜合模塊化航空電子系統

使用本軟件在所有模塊的硬件和軟件之間實現全面管理。航空系統的大多數功能都集中在獨立的機箱上。電源供應器、中央處理器、共用資源模組以及輸入/輸出匯流排，可確保有效的通訊與網路互連。集成模塊化系統中的硬件模塊被劃分為模塊化空間，可以根據不同的性能自由拆卸和組裝、完全更換和遷移。該模塊高度集成在同一個共享平臺上，具有先進的電子結構和輕便性，可提高整體系統性能，并可用于管理復雜的功能。設計節省的主要原因是標準模塊化系統體系結構，該體系結構便于更換部件和維護系統。

2.分布式模塊化航空電子系統

分布式模塊化空運系統可以不斷升級和更新為綜合模塊化空運系統架構，具有很大的集成性。該系統可以相對獨立、可移植和靈活，能夠有效地為航空電子系統設計混合單元。目前，分布式模塊化航空和電氣系統可以解決硬件兼容性問題，還包含應用程序中非關鍵功能的硬件和軟件矛盾，但并不嚴格限制所有功能模塊的實際部署。

3.總線系統結構

數據交換網絡是使用高速光纖建立的，可連接計算機和處理器，并確保數據和信息的有效互聯。集成處理器和相關傳感器，用于高速光纖通道數據交換網絡連接。數據、處理和集成可以為驅動程序提供有效和最新的信息。

三、我國數據總線技術的應用情況

1.ARINC429數據總線的應用情況

該數據總線的規格以Mark33數據傳輸系統的單向數據總線標準為基礎，專門為航空電子通信行業設計。它可以詳細規劃和改進航空運輸系統內不同設備之間以及系統與設備之間的通信方式，從而使不同的電氣特性、數據傳輸特性和通信協議能夠在管理框架內運作，而不考慮接口的復雜性。ARINC429數據總線具有傳輸靈活性、承運人便攜性和較強的抗干擾能力等特點，在目前的航空電子系統中得到廣泛應用。

2.MIL-STD-1553B數據總線的應用情況

該數據總線基于美國軍方開發的點控/響應數據多路復用總線。該數據總線是1973年首次開發的，隨后得到進一步改進，并用于各種航空電子系統。數據總線采用控制/響應協議，在具有集中控制的綜合通信系統中構建BC總線控制器和多個RT遠程終端。在BC控制數據交換方面，RT是總線命令執行系統，它以狀態報告的形式傳輸消息，通常響應4到12微秒，從而在正確的系統時鐘同步時間內實現整體的信息傳輸交互。在目前的發展趨勢下，該數據總線持續使用高光纖帶寬、高抗干擾能力和低效率，從而提高了數據傳輸效率。

3.線性令牌傳遞總線的應用情況

該數據總線主要用于軍事應用，其報文主要通過三種方式傳輸：站管理報文、令牌報文和數據報文。整體數據傳輸速率為50mb bps，終端連接數可達1285，消息總長度為4096個字。此數據總線協議是一種有時間限制的令牌多優先級傳輸協議，定義了四個消息優先級。如果存在高優先級消息，則以有限的方式發送。同時，每個站點都有三個令牌環計時器和一個令牌保留計時器。這些元素有助于減少總線上高優先級消息的等待時間，并避免任何節點的等待時間。

4.STANAG3910的應用情況

STANAG3910是北約在1990年代引進的數據總線技術。STANAG3910總線是一種指令協議，它使用雙速率總線結構來加速數據傳輸。STANAG3910總線和MILSTD1553B總線之間的鏈路位于同一介質上，這有助于MILSTD1553B總線系統升級，以滿足戰斗機的發展需要，同時延長MILSTD1553B的使用壽命，從而實現穩定性和高速數據總線的有效組合。STANAG3910總線系統的傳輸速率可達20mb/秒，可使用同軸電纜作為支架，或使用光纖作為支架，滿足戰斗機的空中和電力通信需求。

結束語

簡而言之，對航空電子總線技術進行了深入的開發。在分析過程中，作為研究人員，我們必須加強專業技能，繼續順應時代的變化，積極探索電子航空技術的現實，以便有針對性地總結更有效的電子數據總線技術措施，為發展電子數據總線奠定良好的基礎。

參考文獻：

[1]林軍華.航空電子系統數據總線技術研究[J].數字通信世界，2015，32（7）：55，117.