專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高速1553b總線(xiàn)通訊系統(tǒng)糾錯(cuò)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于糾錯(cuò)方法，具體涉及一種高速1553B總線(xiàn)通訊系統(tǒng)糾錯(cuò)方法。
背景技術(shù)：
MIL-STD-1553B是美國(guó)軍方于20世紀(jì)70年代推出的用于實(shí)現(xiàn)飛機(jī)電子系統(tǒng)綜合化的軍用總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)。由于它良好的開(kāi)放性和適應(yīng)性，目前已廣泛應(yīng)用到了航天工業(yè)中。國(guó)外衛(wèi)星、主要運(yùn)輸火箭以及國(guó)內(nèi)衛(wèi)星、飛船也普遍采用該總線(xiàn)作為數(shù)據(jù)傳輸及共享的通道。 但是隨著我國(guó)武器裝備的發(fā)展，武器制造能力的提高，原有的彈用1553B總線(xiàn)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到武器裝備發(fā)展的要求。為此，需要在兼容原有協(xié)議和原有總線(xiàn)電纜的基礎(chǔ)之上，如圖 1所示，開(kāi)發(fā)高速的1553B總線(xiàn)通訊系統(tǒng)。傳統(tǒng)1553B總線(xiàn)通訊系統(tǒng)為IMbit/s的通訊速率，總線(xiàn)上采用曼徹斯特編碼方式進(jìn)行信號(hào)傳輸，曼徹斯特編碼及1553B通訊幀格式如圖2所示。傳統(tǒng)1553B總線(xiàn)通訊系統(tǒng)中的BC、RT等終端通過(guò)收發(fā)器、變壓器與線(xiàn)纜上傳輸?shù)男盘?hào)進(jìn)行交互。1553B總線(xiàn)的終端模塊為低電壓，而1553B總線(xiàn)線(xiàn)纜中傳輸?shù)男盘?hào)為了實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離傳輸，采用的20V以上的高壓信號(hào)，因此通過(guò)變壓器和收發(fā)器進(jìn)行信號(hào)交互。由于1553B總線(xiàn)線(xiàn)纜長(zhǎng)、分支多，外部工作環(huán)境復(fù)雜、環(huán)境噪聲大，要保障1553B總線(xiàn)上曼徹斯特編碼信號(hào)的正確可靠傳輸，在沒(méi)有編碼糾錯(cuò)處理的條件下傳輸速度不可能很高，速度只能達(dá)到IMbit/s。隨著飛行器系統(tǒng)要求的不斷提高，傳統(tǒng)IMbit/s 1553B總線(xiàn)已經(jīng)不能滿(mǎn)足系統(tǒng)發(fā)展的需求。為此，需開(kāi)發(fā)傳輸速率更高，例如lOMbit/s的1553B總線(xiàn)通訊系統(tǒng)。lOMbit/s 1553B通訊系統(tǒng)線(xiàn)纜上傳輸?shù)穆鼜厮固鼐幋a信號(hào)由于速度提高，導(dǎo)致編碼的波形發(fā)生畸變， 系統(tǒng)通訊錯(cuò)誤。因此，必須在1553B的終端中加入編碼糾錯(cuò)機(jī)制，畸變的曼徹斯特編碼波形如圖3所示。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高速1553B總線(xiàn)通訊系統(tǒng)糾錯(cuò)方法。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種高速1553B總線(xiàn)通訊系統(tǒng)糾錯(cuò)方法，信號(hào)依次經(jīng)過(guò)信號(hào)高速采樣模塊、誤差檢測(cè)模塊、誤差補(bǔ)償模塊、誤差存儲(chǔ)模塊、誤差校正模塊的處理；其中，所述信號(hào)高速采樣模塊包括高速采樣時(shí)鐘、計(jì)數(shù)器；所述誤差檢測(cè)模塊用于判斷信號(hào)高速采樣模塊輸出的計(jì)數(shù)信號(hào)；所述誤差補(bǔ)償模塊受誤差檢測(cè)模塊控制，當(dāng)誤差檢測(cè)模塊檢測(cè)到信號(hào)發(fā)生畸變時(shí)，誤差補(bǔ)償模塊開(kāi)始工作；所述誤差存儲(chǔ)模塊用于誤差值的存儲(chǔ)；所述誤差校正模塊根據(jù)誤差存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)的誤差值的大小，對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行糾錯(cuò)處理。如上所述的一種高速1553B總線(xiàn)通訊系統(tǒng)糾錯(cuò)方法，其中所述高速采樣時(shí)鐘用于對(duì)終端收到的信息進(jìn)行高速采樣，采樣得到的高電平信號(hào)通過(guò)計(jì)數(shù)器進(jìn)行記錄。如上所述的一種高速1553B總線(xiàn)通訊系統(tǒng)糾錯(cuò)方法，其中所述計(jì)數(shù)器記錄的高電平信號(hào)個(gè)數(shù)低于周期采樣次數(shù)的一半，則判斷信號(hào)發(fā)生了畸變；或設(shè)定容忍信號(hào)畸變的判斷區(qū)間。如上所述的一種高速1553B總線(xiàn)通訊系統(tǒng)糾錯(cuò)方法，其中所述誤差補(bǔ)償模塊根據(jù)高速采樣模塊中計(jì)數(shù)器記錄的信息，判斷曼徹斯特編碼畸變的大小，并將畸變的誤差值存儲(chǔ)到誤差存儲(chǔ)模塊中。如上所述的一種高速1553B總線(xiàn)通訊系統(tǒng)糾錯(cuò)方法，其中所述誤差值為多次測(cè)試的均值。一種高速1553B總線(xiàn)通訊系統(tǒng)糾錯(cuò)方法，其中包括誤差信息的采集步驟和正常通訊時(shí)對(duì)信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)牟襟E。如上所述的一種高速1553B總線(xiàn)通訊系統(tǒng)糾錯(cuò)方法，其中所述誤差信息的采集步驟，具體包括(1. 1)收發(fā)雙方發(fā)送一串已知的測(cè)試碼；(1. 2)對(duì)終端收到的曼徹斯特編碼的每一個(gè)編碼進(jìn)行M次高速采樣；(1. 3)對(duì)采樣得到的高電平信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并對(duì)計(jì)數(shù)結(jié)果進(jìn)行記錄；(1.4)根據(jù)計(jì)數(shù)器記錄的結(jié)果N，以及預(yù)先設(shè)定的畸變閾值K，判斷信號(hào)是否發(fā)生畸變，如果N-100 > K，則認(rèn)為發(fā)生畸變則啟動(dòng)糾錯(cuò)程序；如果N-100 ( K，則未發(fā)生畸變，將相應(yīng)的誤差存儲(chǔ)空間置為0 ；(1. 5)當(dāng)判斷發(fā)生畸變后，根據(jù)計(jì)數(shù)器的記錄和理論值算出需要補(bǔ)償?shù)恼`差信息 P = |M/2-N|，并存儲(chǔ)；(1. 6)多次重復(fù)上述步驟，得出多個(gè)誤差信息并進(jìn)行平均得出最終的誤差信息Pa， 完成誤差信息采集工作。如上所述的一種高速1553B總線(xiàn)通訊系統(tǒng)糾錯(cuò)方法，其中所述正常通訊時(shí)對(duì)信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)牟襟E為，當(dāng)完成誤差信息采集之后進(jìn)行正常通訊時(shí)，利用存儲(chǔ)的誤差信息Pa對(duì)正常通訊中的曼徹斯特信號(hào)出現(xiàn)的誤差進(jìn)行實(shí)時(shí)的補(bǔ)償。本發(fā)明的有益效果是1.本發(fā)明通過(guò)對(duì)高速1553B總線(xiàn)上傳輸?shù)穆鼜厮固鼐幋a的信號(hào)畸變進(jìn)行編碼糾錯(cuò)，保障高速1553B總線(xiàn)的正確可靠通訊，尤其適合速度在lOMbit/s及以上的高速1553B 通訊系統(tǒng)。2.本發(fā)明提供的高速1553B總線(xiàn)糾錯(cuò)方法可以有效的避免噪聲對(duì)總線(xiàn)通訊的影響，提高高速1553B總線(xiàn)的通訊能力。3.本發(fā)明提供的高速1553B總線(xiàn)糾錯(cuò)方法特別適用于10Mbit//s以上1553B高速總線(xiàn)。4.本發(fā)明提供的高速1553B總線(xiàn)糾錯(cuò)方法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、成本低，效果明顯，突破 10Mbit/s以上1553B高速總線(xiàn)通訊的瓶頸之一。5.本發(fā)明能夠保障lOMbit/s以上1553B高速總線(xiàn)的誤碼率滿(mǎn)足< 10_7的要求。


圖1為1553B總線(xiàn)接口原理框圖；圖2為曼徹斯特編碼及1553B通訊幀格式；
圖3為畸變的曼徹斯特編碼波形；圖4為本發(fā)明提供的一種高速1553B總線(xiàn)通訊系統(tǒng)糾錯(cuò)方法的模塊圖；圖5為本發(fā)明提供的一種高速1553B總線(xiàn)通訊系統(tǒng)糾錯(cuò)方法流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的一種高速1553B總線(xiàn)通訊系統(tǒng)糾錯(cuò)方法進(jìn)行介紹如圖4所示，一種高速1553B總線(xiàn)通訊系統(tǒng)糾錯(cuò)方法，信號(hào)依次經(jīng)過(guò)信號(hào)高速采樣模塊、誤差檢測(cè)模塊、誤差補(bǔ)償模塊、誤差存儲(chǔ)模塊、誤差校正模塊的處理。其中，信號(hào)高速采樣模塊包括高速采樣時(shí)鐘、計(jì)數(shù)器。高速采樣時(shí)鐘用于對(duì)終端收到的信息進(jìn)行高速采樣，采樣得到的高電平信號(hào)通過(guò)計(jì)數(shù)器進(jìn)行記錄。由于曼徹斯特編碼一個(gè)碼值的周期是確定的，因此，確定采樣頻率下的采樣次數(shù)是一定的。正常的曼徹斯特編碼應(yīng)該是高低信號(hào)在一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)各占一半。如果計(jì)數(shù)器記錄的高電平信號(hào)個(gè)數(shù)低于周期采樣次數(shù)的一半，并且偏離可容忍的閾值較大，則可以判斷信號(hào)發(fā)生了畸變。誤差檢測(cè)模塊用于判斷高速采樣模塊輸出的計(jì)數(shù)信號(hào)。如果計(jì)數(shù)器記錄的高電平信號(hào)個(gè)數(shù)低于周期采樣次數(shù)的一半，則可以判斷信號(hào)發(fā)生了畸變。判斷時(shí)可以設(shè)定一個(gè)判斷區(qū)間，可以容忍一定的信號(hào)畸變。當(dāng)采樣遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于曼徹斯特編碼的信號(hào)周期時(shí)，判斷區(qū)間可以設(shè)定的稍大些。誤差補(bǔ)償模塊受誤差檢測(cè)模塊控制，當(dāng)誤差檢測(cè)模塊檢測(cè)到信號(hào)發(fā)生畸變時(shí)，誤差補(bǔ)償模塊開(kāi)始工作。誤差補(bǔ)償模塊根據(jù)高速采樣模塊中計(jì)數(shù)器記錄的信息，判斷曼徹斯特編碼畸變的大小，并將該值存儲(chǔ)到誤差存儲(chǔ)模塊中。誤差補(bǔ)償模塊確定補(bǔ)償值需要通過(guò)多次測(cè)試確定一個(gè)合理的均值，并最終存儲(chǔ)在誤差存儲(chǔ)模塊中，總線(xiàn)正常工作時(shí)利用最終的誤差修正值進(jìn)行糾錯(cuò)處理。誤差存儲(chǔ)模塊用于誤差值的存儲(chǔ)。該誤差值來(lái)源于多次測(cè)量求出的平均值。誤差校正模塊根據(jù)誤差存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)的誤差值的大小，對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行糾錯(cuò)處理。避免了編碼信號(hào)畸變給系統(tǒng)帶來(lái)的誤碼和通訊錯(cuò)誤。在每個(gè)終端(BC、RT)中均使用上述糾錯(cuò)方法，并且每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)對(duì)其他節(jié)點(diǎn)的誤差存儲(chǔ)空間，專(zhuān)門(mén)存儲(chǔ)對(duì)該節(jié)點(diǎn)的補(bǔ)償信息。該糾錯(cuò)方法需要在每次啟動(dòng)系統(tǒng)之后，進(jìn)行一次糾錯(cuò)處理。通過(guò)對(duì)每一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行一次或多次通訊確定，每個(gè)終端中的誤差補(bǔ)償模塊中的補(bǔ)償值。糾錯(cuò)完成之后，系統(tǒng)進(jìn)行正常通訊，將確定的誤差碼加入系統(tǒng)中。根據(jù)圖5所示的流程圖對(duì)本發(fā)明提供的一種高速1553B總線(xiàn)通訊系統(tǒng)糾錯(cuò)方法進(jìn)行具體的說(shuō)明(1)首先進(jìn)行誤差信息的采集，采集工作需要多次循環(huán)才能完成。每個(gè)循環(huán)中包括以下幾個(gè)步驟(1. 1)收發(fā)雙方發(fā)送一串已知的測(cè)試碼，如1010101010101010。(1. 2)對(duì)終端收到的曼徹斯特編碼的每一個(gè)編碼進(jìn)行M次高速采樣，高速采用的數(shù)目根據(jù)具體速率、應(yīng)用環(huán)境和系統(tǒng)需求而定，在IOMbps速率條件下，采用每個(gè)編碼M =200次的采樣頻率，可以保障良好的糾錯(cuò)效果。(1. 3)對(duì)采樣得到的高電平信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并對(duì)計(jì)數(shù)結(jié)果(N次)進(jìn)行記錄。(1. 4)根據(jù)計(jì)數(shù)器記錄的結(jié)果N(0 < N < 200)，以及預(yù)先設(shè)定的畸變閾值K，例如可設(shè)置K = 10，判斷信號(hào)是否發(fā)生畸變，如果N-100 > K，則認(rèn)為發(fā)生畸變則啟動(dòng)糾錯(cuò)程序。 如果N-100 ^ K，則認(rèn)為沒(méi)有發(fā)生畸變，則將相應(yīng)的誤差存儲(chǔ)空間置為0。(1. 5)當(dāng)判斷發(fā)生畸變后，誤差補(bǔ)償模塊根據(jù)計(jì)數(shù)器的記錄和理論值(M/2)算出需要補(bǔ)償?shù)拇笮 = lM/2-Nl，并存儲(chǔ)誤差信息P。(1. 6)多次重復(fù)上面步驟1 5，得出多個(gè)誤差信息并進(jìn)行平均得出最終的誤差信息Pa，完成誤差信息采集工作。(2)正常通訊時(shí)進(jìn)行信號(hào)的實(shí)時(shí)補(bǔ)償。當(dāng)完成誤差信息采集之后，就可以進(jìn)行正常通訊。在進(jìn)行正常通訊時(shí)，利用存儲(chǔ)最終的誤差信息Pa對(duì)正常通訊中的曼徹斯特信號(hào)出現(xiàn)的誤差進(jìn)行實(shí)時(shí)的補(bǔ)償，保障進(jìn)入1553B總線(xiàn)協(xié)議處理模塊的信號(hào)是較為完好的波形。上述步驟為一個(gè)終端確定和另一個(gè)終端通訊誤差的糾錯(cuò)流程。如果系統(tǒng)中有多個(gè)終端，那么在正常通訊之前，每個(gè)終端之間都要進(jìn)行糾錯(cuò)處理，將相應(yīng)的誤差存儲(chǔ)起來(lái)。在正常通訊時(shí)，根據(jù)傳來(lái)信息的RT地址判斷所需要補(bǔ)償?shù)拇笮?，保障信息的可靠傳輸?br> 權(quán)利要求
1.一種高速1553B總線(xiàn)通訊系統(tǒng)糾錯(cuò)方法，其特征在于信號(hào)依次經(jīng)過(guò)信號(hào)高速采樣模塊、誤差檢測(cè)模塊、誤差補(bǔ)償模塊、誤差存儲(chǔ)模塊、誤差校正模塊的處理；其中，所述信號(hào)高速采樣模塊包括高速采樣時(shí)鐘、計(jì)數(shù)器；所述誤差檢測(cè)模塊用于判斷信號(hào)高速采樣模塊輸出的計(jì)數(shù)信號(hào)；所述誤差補(bǔ)償模塊受誤差檢測(cè)模塊控制，當(dāng)誤差檢測(cè)模塊檢測(cè)到信號(hào)發(fā)生畸變時(shí)，誤差補(bǔ)償模塊開(kāi)始工作；所述誤差存儲(chǔ)模塊用于誤差值的存儲(chǔ)；所述誤差校正模塊根據(jù)誤差存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)的誤差值的大小，對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行糾錯(cuò)處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速1553B總線(xiàn)通訊系統(tǒng)糾錯(cuò)方法，其特征在于所述高速采樣時(shí)鐘用于對(duì)終端收到的信息進(jìn)行高速采樣，采樣得到的高電平信號(hào)通過(guò)計(jì)數(shù)器進(jìn)行記錄。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速1553B總線(xiàn)通訊系統(tǒng)糾錯(cuò)方法，其特征在于所述計(jì)數(shù)器記錄的高電平信號(hào)個(gè)數(shù)低于周期采樣次數(shù)的一半，則判斷信號(hào)發(fā)生了畸變；或設(shè)定容忍信號(hào)畸變的判斷區(qū)間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速1553B總線(xiàn)通訊系統(tǒng)糾錯(cuò)方法，其特征在于所述誤差補(bǔ)償模塊根據(jù)高速采樣模塊中計(jì)數(shù)器記錄的信息，判斷曼徹斯特編碼畸變的大小，并將畸變的誤差值存儲(chǔ)到誤差存儲(chǔ)模塊中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高速1553B總線(xiàn)通訊系統(tǒng)糾錯(cuò)方法，其特征在于所述誤差值為多次測(cè)試的均值。
6.一種高速1553B總線(xiàn)通訊系統(tǒng)糾錯(cuò)方法，其特征在于包括誤差信息的采集步驟和正常通訊時(shí)對(duì)信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)牟襟E。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高速1553B總線(xiàn)通訊系統(tǒng)糾錯(cuò)方法，其特征在于所述誤差信息的采集步驟，具體包括(1. 1)收發(fā)雙方發(fā)送一串已知的測(cè)試碼；(1. 2)對(duì)終端收到的曼徹斯特編碼的每一個(gè)編碼進(jìn)行M次高速采樣；(1. 3)對(duì)采樣得到的高電平信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并對(duì)計(jì)數(shù)結(jié)果進(jìn)行記錄；(1.4)根據(jù)計(jì)數(shù)器記錄的結(jié)果N，以及預(yù)先設(shè)定的畸變閾值K，判斷信號(hào)是否發(fā)生畸變， 如果N-100 > K，則認(rèn)為發(fā)生畸變則啟動(dòng)糾錯(cuò)程序；如果N-100 ( K，則未發(fā)生畸變，將相應(yīng)的誤差存儲(chǔ)空間置為0 ；(1.5)當(dāng)判斷發(fā)生畸變后，根據(jù)計(jì)數(shù)器的記錄和理論值算出需要補(bǔ)償?shù)恼`差信息P= |M/2-N|，并存儲(chǔ)；(1. 6)多次重復(fù)上述步驟，得出多個(gè)誤差信息并進(jìn)行平均得出最終的誤差信息&，完成誤差信息采集工作。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高速1553B總線(xiàn)通訊系統(tǒng)糾錯(cuò)方法，其特征在于所述正常通訊時(shí)對(duì)信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)牟襟E為，當(dāng)完成誤差信息采集之后進(jìn)行正常通訊時(shí)，利用存儲(chǔ)的誤差信息Pa對(duì)正常通訊中的曼徹斯特信號(hào)出現(xiàn)的誤差進(jìn)行實(shí)時(shí)的補(bǔ)償。
全文摘要
本發(fā)明屬于糾錯(cuò)方法，具體涉及一種高速1553B總線(xiàn)通訊系統(tǒng)糾錯(cuò)方法。目的是解決1553B通訊系統(tǒng)線(xiàn)纜上傳輸?shù)穆鼜厮固鼐幋a信號(hào)由于速度提高，導(dǎo)致編碼的波形發(fā)生畸變，系統(tǒng)通訊錯(cuò)誤的問(wèn)題。該方法中信號(hào)依次經(jīng)過(guò)信號(hào)高速采樣模塊、誤差檢測(cè)模塊、誤差補(bǔ)償模塊、誤差存儲(chǔ)模塊、誤差校正模塊的處理；其中，所述信號(hào)高速采樣模塊包括高速采樣時(shí)鐘、計(jì)數(shù)器；所述誤差檢測(cè)模塊用于判斷信號(hào)高速采樣模塊輸出的計(jì)數(shù)信號(hào)；所述誤差校正模塊根據(jù)誤差存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)的誤差值的大小，對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行糾錯(cuò)處理。本發(fā)明提供的高速1553B總線(xiàn)糾錯(cuò)方法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、成本低，效果明顯，突破10Mbit/s以上1553B高速總線(xiàn)通訊的瓶頸。
文檔編號(hào)H04L1/00GK102437893SQ201110332369
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者朱天成, 王剛 申請(qǐng)人:中國(guó)航天科工集團(tuán)第三研究院第八三五七研究所