CN114024572A - 一种1553b总线多场景增强中继器及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种1553B总线多场景增强中继器，信号经1553B总线信号输入解析单元对总线波形进行查分信号转单端调理后，转化为TTL电平信号连接到FPGA中；经1553B总线信号转换控制单元识别出有效的总线同步头和数据位，在FPGA中经过信号识别并缓存转换为待输出信号；经过1553B总线信号编码调理增强输出单元进行数据编码，并补充同步头和奇偶校验位，将待输出信号幅值调理增强并输出。本发明不仅从一侧接收总线网络上的信号，经过降噪、滤波、增强后，将信号转发到总线网络的另一侧，从而有效消除由于电缆的衰减、增加了总线网络灵活性，而且增加了1553B总线的传输距离，还增强了总线系统的扩展性。

Description

一种1553B总线多场景增强中继器及其控制方法
技术领域
本发明涉及机载航电设备、仿真分析设备和检测设备通信技术领域，尤其是一种增强中继器及控制方法。
背景技术
随着机载设备的增多，机载1553B总线的仿真分析和检测任务变得越来越重要。随着，应用场景日益复杂，在一些型号产品和地面设备中，由于系统或产品的限制，在设计电缆网络时，传统1553B总线在做网络拓扑规划时逐渐不能满足需求，主要表现在以下3个方面：
(1)按照1553B总线标准，总线耦合变压器连接到终端系统的短截线长度最大为6米，但是存在延长某个终端短截线长度，长度大于6米的应用场景，不能满足需求；
(2)总线信号总线线缆的主总线上一定传输距离后，信号幅值变小，但是当总线系统最远的2个终端距离较远，需要延长整个1553B总线的主总线长度时，接收终端无法识别信号波形，影响总线信号质量；
(3)在成熟的总线系统中增加新的终端设备时，需要对原总线线缆重新规划制作，不利于系统的扩展。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种1553B总线多场景增强中继器及其控制方法，以达到延长整个1553B总线的主总线长度、延长某个远程终端短截线长度或一个设备中挂载多个远程终端的目的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种1553B总线多场景增强中继器，包括1553B总线信号输入解析单元、1553B总线信号转换控制单元和1553B总线信号编码调理增强输出单元；1553B总线曼彻斯特II型码信号经1553B总线信号输入解析单元对总线波形进行查分信号转单端调理后，转化为TTL电平信号连接到FPGA中；1553B总线信号经1553B总线信号转换控制单元识别出有效的总线同步头和数据位，按照总线传输消息格式判断消息有效性，在FPGA中经过信号识别并缓存转换为待输出信号；1553B总线信号经过1553B总线信号编码调理增强输出单元进行数据编码，并补充同步头和奇偶校验位，将待输出信号幅值调理增强并输出。
所述1553B总线信号输入解析单元，包括外部隔离变压器、收发器和匹配电阻，识别低至1.4V的差分信号，接收总线网络上质量较差的信号，经过降噪、滤波处理后，将曼彻斯特II型码转化为TTL信号。
所述1553B总线信号转换控制单元，按照1553B总线协议解析TTL信号，剔除不符合1553B总线协议的信号，提取有效数据部分，缓存有效的数据信号，控制输出信号的使能。
所述1553B总线信号编码调理增强输出单元，对有效数据输出信号进行处理，按照曼彻斯特II型码编码规范，将输出信号整形后输出，并将信号的电压值提高，有效的提高主总线的通信能力。
本发明还提供一种1553B总线多场景增强中继器对1553B总线信号的控制方法，详细步骤如下：
(1)根据应用场景选择匹配电阻，将1553B总线曼彻斯特II型码经隔离变压器和收发器转化为TTL电平，并将波形调理；
(2)1553B总线信号转换控制单元将串行的1553B总线信号解码提取有效数据部分，并缓存总线信号，实现对输出信号的使能控制；
(3)1553B总线信号编码调理增强输出单元对输出信号进行剔除处理，将符合1553B总线协议的信号提取有效数据部分，并将输出电压值提高增强，有效的提高主总线的通信能力。
所述波形调理为将接收到的信号缓存并按曼彻斯特编码进行转发，转发后的恢复即变为标准波形。
本发明的有益效果在于为1553B总线多场景增强中继器采用可灵活配置的总线解析调理技术，不仅从一侧接收总线网络上的信号，经过降噪、滤波、增强后，将信号转发到总线网络的另一侧，从而有效地消除了由于电缆的衰减、增加了总线网络灵活性，而且通过调理增强技术增加了1553B总线的传输距离，还增强了总线系统的扩展性。
附图说明
图1是本发明1553B总线多场景增强中继器设计组成图。
图2是本发明恢复波形示意图。
图3是本发明是本发明一种1553B总线多场景增强中继器设计功能示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
一种1553B总线多场景增强中继器，如图1所示，包括1553B总线信号输入解析单元、1553B总线信号转换控制单元和1553B总线信号编码调理增强输出单元；1553B总线曼彻斯特II型码信号经1553B总线信号输入解析单元对总线波形进行查分信号转单端调理后，转化为TTL电平信号连接到FPGA中；1553B总线信号经1553B总线信号转换控制单元识别出有效的总线同步头和数据位，按照总线传输消息格式判断消息有效性，在FPGA中经过信号识别并缓存转换为待输出信号；1553B总线信号经过1553B总线信号编码调理增强输出单元进行数据编码，并补充同步头和奇偶校验位，将待输出信号幅值调理增强并输出。
如图3所示，所述1553B总线信号输入解析单元，包括外部隔离变压器、收发器和匹配电阻(匹配电阻与根据应用场景有关)，识别低至1.4V的差分信号，接收总线网络上质量较差的信号，经过降噪、滤波处理后，将曼彻斯特II型码转化为TTL信号。
所述1553B总线信号转换控制单元，解析并缓存信号并实现对输出信号的使能控制，按照1553B总线协议解析TTL信号，剔除不符合1553B总线协议的信号，提取有效数据部分，缓存有效的数据信号，控制输出信号的使能。
所述1553B总线信号编码调理增强输出单元，对有效数据输出信号进行处理，按照曼彻斯特II型码编码规范，将输出信号整形后输出，并将信号的电压值提高，有效的提高主总线的通信能力。
一种1553B总线多场景增强中继器对1553B总线信号的控制方法，详细步骤如下：
(1)根据应用场景选择匹配电阻，将1553B总线曼彻斯特II型码经隔离变压器和收发器转化为TTL电平，并将波形调理；在差分信号传输的过程中，因为差分两端线缆或收发器的不完全匹配，可能会造成波形的畸变；如图2所示，从BC发出的信号波形经长距离线缆传输后引起波形畸变，经收发器转换后的单端信号波形高低电平持续时间不一致；
(2)1553B总线信号转换控制单元将串行的1553B总线信号解码提取有效数据部分，并缓存总线信号，实现对输出信号的使能控制；
(3)1553B总线信号编码调理增强输出单元对输出信号进行剔除处理，将符合1553B总线协议的信号提取有效数据部分，并将输出电压值提高增强，有效的提高主总线的通信能力。
所述波形调理为将接收到的信号缓存并按曼彻斯特编码进行转发，转发后的恢复即变为标准波形。

Claims (6)

1.一种1553B总线多场景增强中继器，包括1553B总线信号输入解析单元、1553B总线信号转换控制单元和1553B总线信号编码调理增强输出单元，其特征在于：
所述1553B总线多场景增强中继器，；1553B总线曼彻斯特II型码信号经1553B总线信号输入解析单元对总线波形进行查分信号转单端调理后，转化为TTL电平信号连接到FPGA中；1553B总线信号经1553B总线信号转换控制单元识别出有效的总线同步头和数据位，按照总线传输消息格式判断消息有效性，在FPGA中经过信号识别并缓存转换为待输出信号；1553B总线信号经过1553B总线信号编码调理增强输出单元进行数据编码，并补充同步头和奇偶校验位，将待输出信号幅值调理增强并输出。
2.根据权利要求1所述的1553B总线多场景增强中继器，其特征在于：
所述1553B总线信号输入解析单元，包括外部隔离变压器、收发器和匹配电阻，识别低至1.4V的差分信号，接收总线网络上质量较差的信号，经过降噪、滤波处理后，将曼彻斯特II型码转化为TTL信号。
3.根据权利要求1所述的1553B总线多场景增强中继器，其特征在于：
所述1553B总线信号转换控制单元，按照1553B总线协议解析TTL信号，剔除不符合1553B总线协议的信号，提取有效数据部分，缓存有效的数据信号，控制输出信号的使能。
4.根据权利要求1所述的1553B总线多场景增强中继器，其特征在于：
所述1553B总线信号编码调理增强输出单元，对有效数据输出信号进行处理，按照曼彻斯特II型码编码规范，将输出信号整形后输出，并将信号的电压值提高，有效的提高主总线的通信能力。
5.一种利用权利要求1所述1553B总线多场景增强中继器的控制方法，其特征在于包括下述步骤：
(1)根据应用场景选择匹配电阻，将1553B总线曼彻斯特II型码经隔离变压器和收发器转化为TTL电平，并将波形调理；
(2)1553B总线信号转换控制单元将串行的1553B总线信号解码提取有效数据部分，并缓存总线信号，实现对输出信号的使能控制；
(3)1553B总线信号编码调理增强输出单元对输出信号进行剔除处理，将符合1553B总线协议的信号提取有效数据部分，并将输出电压值提高增强，有效的提高主总线的通信能力。
6.根据权利要求5所述的1553B总线多场景增强中继器的控制方法，其特征在于：
所述波形调理为将接收到的信号缓存并按曼彻斯特编码进行转发，转发后的恢复即变为标准波形。
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