CN106936647A

CN106936647A - 一种新型gjb289a总线的配置方法

Info

Publication number: CN106936647A
Application number: CN201710282329.5A
Authority: CN
Inventors: 高翔; 解军; 邱昆
Original assignee: CHENGDU CHENGDIAN GUANGXIN TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: CHENGDU CHENGDIAN GUANGXIN TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2017-04-26
Filing date: 2017-04-26
Publication date: 2017-07-07
Anticipated expiration: 2037-04-26
Also published as: CN106936647B

Abstract

本发明提供一种新型GJB289A总线的配置方法，通过配置表的映射关系，使得应用消息与底层硬件不再深度耦合；通过对GJB289A总线的每一个总线接口模块使用统一规范的配置约束，各个挂载在总线上的总线接口模块都受配置表的约束，在规定的时间内发送消息，响应消息，因此本发明很大程度上解决了以往GJB289A总线消息间隔和状态字响应时间不能统一控制的问题，同时提高了总线负载和总线效率。

Description

一种新型GJB289A总线的配置方法

技术领域

本发明涉及总线技术，特别涉及航空电子领域中的总线技术。

背景技术

航空电子领域中的总线，GJB289A(即MIL-STD-1553B)总线已在航空电子领域被广泛应用多年，但是，在机载航电网络以及航电综合实验室中，现有的GJB289A总线设计及系统配置方面存在很多问题，比如：

1，数据收发直接定义到消息的命令字，使得消息传输不够灵活、透明。

2，消息间隔和消息响应时间不能统一控制，影响总线负载和总线效率。

3，由于矢量字只有16位，现有GJB289A每个终端只有16位子地址能够做到事件消息触发，使得每个终端下面的事件传输消息数量不够。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一套传输灵活透明，提高总线负载与总线效率的GJB289A总线配置方法。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是，一种新型GJB289A总线的配置方法，包括以下步骤：

1)应用软件发送消息的入口为接口控制文件ICD，ICD包含消息名、消息周期特性、消息传输延迟、消息传输控制类型以及消息数据类型定义，系统根据ICD生成五个控制整个系统的通用配置表：消息名与消息标识MsgID映射表、MsgID与命令字CMD映射表；子地址与矢量字位映射表、接口控制参数定义表、总线表；

其中，消息名与MsgID映射表：用于描述ICD的消息名和MsgID的对应关系；MsgID与CMD映射表：用于描述MsgID与CMD的对应关系；子地址与矢量字位映射表：用于描述每个终端对应的各位子地址对应的矢量字位数；接口控制参数定义表：用于存放总线消息的配置信息；总线表：用于描述紧急消息个数、紧急消息内容、周期消息个数、小周期值、小周期个数、周期消息内容、异步消息数目、异步消息内容；

2)应用软件调用接口，将应用消息发送给底层软件；底层软件通过消息名与MsgID映射表查找对应的MsgID，将MsgID下发给总线接口模块；

3)总线接口模块上电后，加载MsgID与命令字映射表、子地址与矢量字位映射表和接口控制参数定义表进行初始化配置；作为总线控制器BC的总线接口模块还要将总线表加载到对应的发送队列中，等待启动发送的命令；

3)总线接口模块启动后，作为BC的总线接口模块根据总线表的要求发送非紧急消息、异步消息、紧急消息，根据接口控制参数定义表加载远程终端RT的状态字响应时间；当驱动下发消息时，总线接口模块通过MsgID与命令字映射表，由MsgID获取消息的CMD，从而找到要发送的消息后刷新发送；

作为RT的MBI上电初始化后，总线接口模块通过MsgID与命令字映射表，由MsgID获取消息的CMD，根据CMD找到数据刷新的子地址，从而进行数据刷新发送。

进一步的，步骤3)中，在进行RT–BC类消息发送时，作为BC的总线接口模块连续发送2次查询矢量字方式命令；当作为远程终端RT的总线接口模块接收到来自BC发送的连续2次的查询矢量字方式命令，根据子地址与矢量字位映射表得到矢量字与子地址的对应关系，分别对本地的高、低15位子地址的数据刷新状态进行标识，每16位的子地址中最高位分别用0、1表示子地址的低、高位，其余15位为数据刷新标记位；作为BC的总线接口模块通过子地址与矢量字位映射表得到矢量字与子地址的对应关系后，判断RT下数据刷新的子地址编号，从而将对应的该子地址的RT-BC的命令字发送到总线上，提取该RT下面对应子地址编号的数据内容。

本发明的有益效果是，本发明通过配置表的映射关系，使得应用消息与底层硬件不再深度耦合，网络设计者在进行应用软件开发时无需关心消息流向的节点关系，只需通过ICD对消息名进行操作即可，解决了航电应用消息与底层设备间深度耦合的问题，使得消息传输变得灵活透明；通过对GJB289A总线的每一个总线接口模块使用统一规范的配置约束，各个挂载在总线上的总线接口模块都受配置表的约束，在规定的时间内发送消息，响应消息，因此本发明很大程度上解决了以往GJB289A总线消息间隔和状态字响应时间不能统一控制的问题，同时提高了总线负载和总线效率。进一步的，采用两个矢量字的方式，将事件触发消息由16位扩充到30位，解决了以往GJB289A总线终端可以做事件触发消息的子地址少的问题；配置表能对使用一个和两个矢量字的终端进行区别，既做到了终端全域事件触发消息，又能够兼容现有的GJB289A设计，解决了以往GJB289A总线中终端时间触发消息不够的问题。

附图说明

图1为本发明系统示意图；

图2为实施例总线拓扑图；

图3为实施例ICD文件中与总线拓扑中节点相关的消息。

具体实施方式

为了方便描述对文中出现的英文简写进行说明：

CMD：命令字；

MsgID：消息标识；

ICD：接口控制文件；

MBI：总线接口模块；

RT：远程终端；

BC：总线控制器。

总线所需配置表由配置表生成工具进行总线拓扑设计、参数配置，软件能够对所配置的总线性能进行数字仿真，并输出总线性能报表。最后配置表生成工具软件将总线的配置信息生成为二进制配置表文件，烧写在GJB289A模块的FLASH上。配置表生成工具软件的输入为拓扑图和ICD，用户可以根据使用需求，配置消息子地址分配；设置消息属性；设置消息间隔、状态字响应时间；设置矢量字使用方式；选择总线表优化算法；优化总线表大小周期消息排布；仿真计算总线性能。

流程描述：

GJB289A总线拓扑配置流程如下：

一，总线拓扑结构和ICD作为输入给配置表生成工具软件。

二，配置表生成工具软件根据总线拓扑图和ICD绘制拓扑图、编辑总线表、消息发送参数、矢量字使用方式等操作，生成总线模块的配置表。

三，将生成的总线模块的配置表加载到对应的MBI上。

四，MBI上电，加载配置表，应用软件调用驱动程序运行MBI。

本发明GJB289A总线配置方法，主要通过五个配置表对总线各个MBI进行控制，五个配置表分别为：消息名与MsgID映射表；MsgID与命令字(CMD)映射表；终端发送消息与矢量字位映射表；接口控制参数定义表；总线表。

配置表生成工具软件最终生成五个配置表，分别为：

1)消息名与MsgID映射表：用于描述ICD文件中的消息名和MsgID的对应关系；包含消息总个数N；紧急消息个数n；n条紧急消息的消息名描述和MsgID描述；N-n条消息的消息名描述和MsgID描述。具体数据结构实例：

消息名与MsgID映射表数据结构

2)MsgID与CMD映射表：用于描述MsgID与CMD的对应关系；包含消息总个数N；紧急消息个数n；n条紧急消息的MsgID描述和CMD描述；N-n条非紧急消息的MsgID描述和CMD描述。具体数据结构实例：

MsgID与CMD映射表数据结构

3)子地址与矢量字位映射表：用于描述每个终端对应的各位子地址对应的矢量字位数；包含终端个数N；N个终端的矢量字使用方式描述。具体数据结构实例：

子地址与矢量字位映射表数据结构

4)接口控制参数定义表：用于存放总线消息的配置信息。包括RT设备号；消息发送间隔；状态字响应时间间隔；状态字响应超时门限；设备计时器DT(Device Timer)时钟基值；看门狗WDT1(Watch Dog Timer)的时钟加载值；WDT2的远程加载值；终端参数定义(包括有效终端号，终端属性)；消息名与MsgID映射表版本号；MsgID与命令字映射表版本号；子地址与矢量字位映射表版本号；子地址与矢量字位映射表版本号；接口控制参数定义表版本号。具体数据结构实例：

接口运行控制参数表数据结构

5)总线表：用于描述紧急消息个数。包含紧急消息内容；周期消息个数；小周期值；小周期个数；周期消息内容；异步消息数目，异步消息内容。具体数据结构实例：

总线表数据结构

本发明的系统示意图如图1所示：

1配置表的具体生成如下：

1)接口参数定义表生成方法：根据用户的设置值生成。

2)总线表的生成方法：ICD文件中包含消息源节点和目的节点的名称以及发送消息的数据字个数。配置表生成工具软件根据ICD文件中消息名称的定义，去匹配拓扑图中节点的名称，根据拓扑图节点名称以及远程终端RT地址的定义，匹配出消息发送和接收的RT地址号以及数据字个数。同时，本方法为每一个消息分配一个或者一组子地址号(RT到RT的消息分配一组子地址号)。由于子地址信息、消息发送和接收的RT地址号以及数据字个数决定了一条消息的命令字内容，所以综合以上信息，配置表生成工具软件能够计算出ICD文件中每一条消息的命令字。本发明方法支持异步消息周期值、消息内容等相关配置。ICD文件根据消息的优先级不同定义了两种类型消息：紧急消息和周期消息。通过优化算法计算出周期消息的大小周期发送排布。综合以上紧急消息发送信息、周期消息发送信息、异步消息发送信息生成总线表内容。

3)MsgID和命令字映射表的生成方法：根据每条消息的MsgID和总线表生成方法中计算出来的命令字内容，生成MsgID与命令字映射表。

4)子地址与矢量字位映射表的生成方法：配置每个终端的矢量字使用模式，根据每个终端的终端号与所配置的矢量字使用模式内容，生成子地址与矢量字位映射表。

5)配置表生成工具软件根据ICD文件和用户的配置信息生成配置表后，将生成的配置表烧写到对应的硬件模块上，然后模块上电，初始化配置表，应用软件调用驱动程序运行MBI。

2配置表的使用：

每个MBI上电后，读取接口控制参数定义表内容，根据表中定义的消息发送间隔、状态字响应间隔进行模块初始化设置。

如果MBI作为BC，上电后将总线表信息加载到相应的发送队列中，等待启动发送的命令。

MBI启动后，异步消息直接启动发送，根据总线表中异步消息的周期设置内容进行发送。

应用软件初始化时读取消息名与MsgID的映射表；在发送消息时，应用软件根据ICD文件中定义的消息名称进行消息调度发送。通过消息名与MsgID的映射表，应用软件将消息名转换成为MsgID，调用相应的驱动程序接口将消息发送出去。

MBI中的FPGA固件程序收到MsgID后，根据MsgID与命令字的映射表，找到消息的命令字，根据消息的命令字内容以及上层软件发送消息的数据字内容，将消息发送到总线上。

FGPA固件程序会根据接口控制参数定义表中定义的消息发送间隔严格控制消息发送的时间。如果MBI作为RT设备，FPGA固件程序会根据接口控制参数定义表中定义的状态字响应时间严格控制RT的状态字响应时间。如果MBI作为BC设备，在发送消息为RT到BC的消息前，首先要发送“查询矢量字”的命令，FPGA固件程序读取子地址与矢量字位映射表内容，得知该RT使用的矢量字位使用模式，比如采用两个矢量字的模式，FGPA固件程序通过矢量字的最高位判断，若为1则表示高十五位子地址，为0表示低十五位子地址。再结合收到的矢量字内容判断是否发送这条RT到BC的消息。总线控制器BC连续发送两次查询矢量字的方式命令，远程终端RT分别对自己的高、低15位子地址的数据刷新情况进行标识。

以下为本方案配置总线的运行实例：

1)假设总线拓扑如图2所示，总线中包含BC、RT1、RT2，作为BC的MBI名称为fj，dd、dd1为2个作为RT的MBI名称。

2)ICD中与总线拓扑中节点相关的信息如图3所示；

3)配置表生成工具根据以上拓扑结构和ICD文件，提供用户配置总线控制参数定义选项，包括：包括RT设备号；消息发送间隔；状态字响应时间间隔；状态字响应超时门限；DT(Device Timer)时钟基值；WDT1(Watch Dog Timer)的时钟加载值；WDT2的远程加载值；终端参数定义(包括有效终端号，终端属性)；消息名与MsgID映射表版本号；MsgID与命令字映射表版本号；子地址与矢量字位映射表版本号；子地址与矢量字位映射表版本号；接口控制参数定义表版本号；

4)配置表生成工具根据总线拓扑结构和ICD文件以及用户输入的总线参数，为每一个节点生成对应的五个二进制配置表。

5)以上输出的文件加载到相应的GJB289A模块中，模块上电后自动加载配置文件，各个模块运行过程中将统一受到配置表的控制。

Claims

1.一种新型GJB289A总线的配置方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述一种新型GJB289A总线的配置方法，其特征在于，步骤3)中，在进行RT–BC类消息发送时，作为BC的总线接口模块连续发送2次查询矢量字方式命令；当作为远程终端RT的总线接口模块接收到来自BC发送的连续2次的查询矢量字方式命令，根据子地址与矢量字位映射表得到矢量字与子地址的对应关系，分别对本地的高、低15位子地址的数据刷新状态进行标识，每16位的子地址中最高位分别用0、1表示子地址的低、高位，其余15位为数据刷新标记位；作为BC的总线接口模块通过子地址与矢量字位映射表得到矢量字与子地址的对应关系后，判断RT下数据刷新的子地址编号，从而将对应的该子地址的RT-BC的命令字发送到总线上，提取该RT下面对应子地址编号的数据内容。

3.如权利要求1所述一种新型GJB289A总线的配置方法，其特征在于，所述总线消息的配置信号包括RT设备号、消息发送间隔、状态字响应时间间隔、状态字响应超时门限、设备计时器DT时钟基值；第一看门狗WDT1的时钟加载值；第二看门狗WDT2的远程加载值、终端参数定义、消息名与MsgID映射表版本号、MsgID与命令字映射表版本号、子地址与矢量字位映射表版本号、子地址与矢量字位映射表版本号和接口控制参数定义表版本号。