航天航空常见的数字总线，一篇文章带你入门

概述

自20世纪70年代以来，随着微电子技术的发展、计算机、控制论的发展催生了航空电子专业。20世纪七八十年代，美国先后制定了军用1553系列标准和ARINC系列标准，使航空电子数据总线更加标准化。此后，军队的自动化程度更高了、民用飞机，如F-16、F-117、幻影2000、空客a340、国产大飞机C919等全部采用数据总线技术。CAN从车载总线移植到航空电子环境中，其充分性和经济性的特点也使其在航空电子领域占有一席之地。数据总线技术在我国航电系统的设计和应用中已有十余年的历史，相关国际标准相继被国家军用标准采用。本文旨在介绍具有代表性的总线标准，包括：MIL-STD-1553B、ARINC429、介绍了RS485和CAN总线技术。

MIL-STD-1553B总线

MIL-STD-1553B总线被称为飞机的内部时分命令/美国自动化工程师协会在军方和工业界的支持下制定的响应式多通道数据总线于1978年和1986年正式发布-1993年对其进行了修订和补充。中国相应的标准是GJB289A-97。总线采用冗余总线拓扑结构，数据传输速率可达1Mb/s，足以满足第三代作战飞机的要求。1553B总线系统主要由总线控制器BC组成、远程终端RT和总线监控器BM，字节长度为20bit，有效数据长度为16bit，半双工传输方式，双冗余容错模式，传输介质为屏蔽双绞线，1553B总线冗余设计，提高了子系统和整个系统的可靠性。1553B总线的主要功能是为连接到总线的所有航空电子系统提供集成、集中式系统控制和标准化接口。该总线技术首次应用于美国空军f-16战斗机。在过去的30年里-STD-1553B已成功应用于多种战斗机和其他控制领域，如导弹控制、船舶控制等，已经开始在海军和陆军的武器和维修系统中使用1553B总线。随着国防现代化和武器系统的升级，我军也开始将1553B协议应用于武器系统的设计。

ARINC429总线

ARINC429总线协议是美国航空电子工程委员会（Aviation engineering Committee）1977年7月出版并获准使用，其全称是数字信息传输系统(DITS)该协议标准规定了航空电子设备和相关系统之间的数字信息传输要求。ARINC429广泛应用于b等民航客机-737、A310，俄罗斯制造的军用飞机也使用了类似的技术。中国相应的标准是HB6096-SZ-01。ARINC429总线是一种面向接口的数据传输结构总线上定义了两种类型的设备只能有一个发送设备，但可以有多个接收设备。发射设备和接收设备使用屏蔽双绞线传输信息，传输方式为单向广播，调制方式采用双极归零三态码，传输数据速率可达100Kb/s。ARINC429总线结构简单、性能稳定、抗干扰性强、具有可靠性高等优点。

RS485

RS485是由电子工业协会开发的串行数据接口标准(EIA)它是基于RS422开发和发布的标准RS485标准使用具有平衡传输和差分接收的数据收发器来驱动总线，其最高传输速率为10Mbps。RS485是一种总线拓扑结构，同一总线上最多可以连接32个节点。RS485有两线制和四线制，四线制只能实现点对点通信，现在很少使用。这种主从通信方式是在监控设备的RS485通信网络中采用的，即一台主机（主机）带多个传感器（从机）的控制方式。多点RS485总线接口、差分数据传输的电气规范已成为业界广泛使用的标准通信接口之一。RS485串行数据总线结构简单、价格低廉、适当的通信距离和数据传输速率使其在工业控制领域具有优势、汽车、它广泛应用于船舶系统。

CAN总线

CAN(控制器局域网)总线是目前典型的现场总线，是一种有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络。CAN总线由德国电气公司博世于20世纪80年代初设计和开发，主要是为了解决现代汽车中许多控制和测试仪器之间的数据交换问题。它最初用于汽车内部测量和执行部件如汽车发动机部件之间的数据通信、传感器、抗滑系统等。

在它的高性能和可靠性得到认可后，它的应用范围已逐渐扩展到控制、机械、纺织等行业。随着CAN总线相关技术的成熟，以及车载平台与机载平台在某些方面的相似性，其在航空领域的应用越来越受到重视近年来，国外主要飞机制造商开始将CAN总线应用于飞机，使飞机产品在提高性能的同时更加经济。中国对应的标准是国标/T36048-2018等。

CAN是一种多主总线。其通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光纤，通信速率可达1mb／s。CAN总线的通信接口集成了CAN协议物理层和数据链路层的功能，可以完成通信数据的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余校验、优先歧视和其他工作。