一種GJB289A備份總線控制器設計

李禮 曾曉東 張成

摘要：總線控制器是GJB289A總線的核心，一旦總線控制器出現故障，會導致整個總線崩潰。工程應用中通過配置備份總線控制器的方法提高總線的可靠性，本文給出了一種GJB289A備份總線控制器設計方法。

關鍵詞：GJB289A協議芯片;GJB289A總線;總線控制器;備份總線控制器

中圖分類號：TP18? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）16-0247-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

早期航空電子系統的機載設備采用分散式結構互聯，隨著的設備數量增加，各設備間需要交換的信息增多，設備交聯線纜重量體積大、傳輸速率低且互聯復雜度高。一種高穩定、高可靠且可集中控制的航空標準總線——GJB289A總線，解決了航空電子系統分散式結構的問題。GJB289A總線是雙余度的傳輸電纜線， 總線都是雙備份的， 增強了系統的可靠性。但是， 整個總線上的BC通常只有一個，一旦該BC出現故障， GJB289A總線將癱瘓。因此現在通過設計GJB289A備份總線控制器（BBC）來提升總線的可靠性。如果BC故障，BBC可以切換為BC工作模式，進行總線管理與維護，提升了總線的可靠性。

1 工作原理

2 系統概述

GJB289A總線拓撲結構如圖1所示，每條總線上有雙余度通信通道，多路總線系統包含多路總線通信模塊，并分布在各子系統之間，組合為一個整體共同完成系統間的消息傳遞任務。

為滿足通信模塊處理系統通信的需要，通信模塊包括下列組成部分：

3.1 前端區

MBI模塊與GJB289A總線電纜之間的接口區，包括變壓器、協議芯片。負責完成共享存儲器中數據與總線上GJB289A信號之間的格式轉換;另外，前端區還完成一些基本通信錯誤檢測。

3.2 可編程控制器

按照存儲器中的固化程序及宿主機指令和數據來控制整個MBI模塊的操作。可編程控制器包括處理器DSP，可編程計時器（實時時鐘RTC，看門狗時鐘WDT，延遲時鐘DT），FLASH，RAM等。

3.3 后端區

MBI模塊與子系統主機之間的接口區，通過雙口存儲器完成驅動軟件與傳輸軟件之間的數據交換。共享存儲器包括收/發數據緩沖區、指令控制區和狀態信息區。

MBI模塊和子系統主機之間有一條MBI中斷線：MBI模塊使用MBI中斷向驅動層報告特殊或緊急情況，如BIT故障、緊急消息接收、WDT計數器到零等。

驅動軟件用指令來控制MBI模塊。

MBI模塊提供RTC，用于系統同步。

MBI模塊硬件結構如圖2所示。

4 軟件設計

4.1 傳輸層軟件

傳輸層軟件是多路總線通信模塊的一部分，駐留在FLASH中。傳輸層軟件由以下部分組成：

4.1.1 消息處理

協議芯片處理消息結束后，產生消息結束中斷，消息處理程序需要根據接收到的總線命令類型，進行相應的處理;為保證數據的完整性，與應用相關的所有接收/發送數據塊采用雙緩沖機制。

4.1.2 故障處理

故障處理包括：無效數據字、非法命令、終端標記、子系統標記等故障狀況下的處理。

4.1.3 控制程序

4.2 驅動層軟件

總線驅動程序（MBI DRIVER）是宿主機應用軟件與MBI模塊之間傳遞信息的媒介，提供了多種消息讀、消息寫、控制程序和時鐘控制程序。另外，驅動程序還負責處理來自MBI模塊的中斷請求，包括解釋中斷碼并報告給應用軟件。

4.2.1 狀態控制程序

4.2.2 系統控制程序

4.2.3 時鐘控制程序

4.2.4 消息控制程序

5 數據塊輸入/輸出過程

5.1 數據塊輸出過程

5.2 數據塊輸入過程

本文設計的GJB289A備份總線控制器實現了BC 的冗余備份功能，已成功應用在某型號上，該設計能有效解決BC 故障帶來的災難后果，提高了系統GJB289A總線網絡的可靠性。

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【通聯編輯：唐一東】