1553B总线是一种广泛应用于航空航天、国防等领域的军用标准数据总线,其可靠性和实时性要求极高,在1553B总线通信中,命令字(Command Word)是控制信息传输的核心,它由总线控制器(BC)发出,用于指定数据传输的方向、目标地址、子地址以及传输的字数等关键信息,命令字的格式设计严格遵循MIL-STD-1553B标准,确保了总线通信的准确性和可控性。

命令字的长度为16位(2个字节),其每一位都有特定的含义和功能,根据1553B标准,命令字的位结构从高到低依次为:位15-位12为消息类型(RT地址),位11-位10为传输方向/子地址位,位9-位5为子地址/传输方向位,位4-位0为字计数/状态位,这种结构化的设计使得命令字能够高效地传递控制指令,同时为数据传输提供必要的参数配置。
位15-位12用于标识远程终端(RT)的地址,1553B总线支持最多31个RT(地址1-31),地址0用作广播地址,位11-位10和位9-位5的组合用于确定传输方向和子地址:当位11为0时,表示BC到RT(BC→RT)传输,此时位10-位5构成子地址(0-31);当位11为1时,表示RT到BC(RT→BC)传输,此时位10-位5中的位10为1,位9-位5构成子地址(0-30),子地址31用于传输RT的状态字,位4-位0在BC→RT传输中表示数据字的数量(1-32),在RT→BC传输中则表示状态字的字数(通常为1)。
命令字的传输必须严格遵循1553B的协议规范,BC在发送命令字后,会等待RT的响应,对于BC→RT传输,RT在接收到命令字后,会根据命令字指定的子地址和字数,接收相应数量的数据字,并在传输完成后发送一个状态字;对于RT→BC传输,RT会根据命令字指定的子地址,从内部存储器中读取数据并发送给BC,同时发送状态字,状态字用于反馈RT的工作状态,如错误标志、服务请求等,是确保通信可靠性的重要机制。
命令字的正确性对总线通信至关重要,在实际应用中,BC需要根据任务需求动态生成命令字,确保地址、子地址、传输方向和字数等参数的准确性,RT需要具备强大的错误检测和处理能力,能够识别无效的命令字(如非法地址、超出范围的字数等),并通过状态字向BC报告错误,1553B总线支持广播传输,即BC向地址0发送命令字,所有RT都会接收并执行该命令,这种机制常用于系统初始化或紧急情况下的全局控制。

为了更直观地理解命令字的格式,以下表格详细列出了命令字每一位的定义和功能:
| 位位置 | 定义 | 功能描述 |
|---|---|---|
| 15-12 | RT地址 | 指定目标远程终端的地址(1-31),0为广播地址。 |
| 11 | T/R位 | 0表示BC→RT传输,1表示RT→BC传输。 |
| 10-5 | 子地址 | 在BC→RT传输中为子地址(0-31);在RT→BC传输中,位10为1,位9-5为子地址(0-30)。 |
| 4-0 | 字计数/状态 | BC→RT时为数据字数量(1-32);RT→BC时为状态字字数(通常为1)。 |
在实际系统中,命令字的生成和解析通常由专用的1553B总线接口芯片或FPGA逻辑实现,这些硬件模块能够自动完成命令字的封装、发送、接收和解析,大大减轻了主处理器的负担,1553B总线支持多种消息格式,如周期性消息、突发消息和状态查询消息,命令字的不同组合可以实现这些消息格式的灵活配置。
1553B命令字是总线控制器与远程终端之间通信的桥梁,其严格的格式设计和协议规范确保了数据传输的可靠性和实时性,通过对命令字的正确配置和解析,可以实现BC对RT的精确控制,满足复杂系统的通信需求,在实际工程应用中,深入理解命令字的格式和功能,对于设计稳定可靠的1553B总线系统具有重要意义。
相关问答FAQs:
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问:1553B命令字中的广播地址有什么作用?如何使用?
答: 广播地址(0)用于BC向所有RT发送同一命令,常用于系统初始化、全局状态更新或紧急情况下的指令下发,当BC发送的命令字中RT地址为0时,所有RT都会接收该命令并执行指定的操作(如接收数据或发送状态),需要注意的是,广播传输不要求RT响应状态字,以避免总线冲突。 -
问:如果RT接收到无效的命令字(如非法地址或字数超出范围),应如何处理?
答: 当RT检测到无效命令字时,应立即中止当前传输,并在状态字中设置相应的错误标志(如位1的“消息错误”或位15的“总线控制器错误”),RT可根据协议要求向BC发送状态字,报告错误类型,BC在接收到错误状态后,通常会采取重传、切换备用通道或上报系统故障等措施,确保通信的可靠性。
