低速總線分析系統的設計實現

2021-11-01 13:14:58王曉飛閆淑群羅宇輝母勇民

計算機測量與控制 2021年10期

王曉飛，閆淑群，羅宇輝，母勇民，高敏，王瑞

(中國兵器工業第203研究所，西安 710065)

0 引言

總線監測系統是一種能夠實時監控多種總線通信信息，并且能夠顯示、存儲、回放和解析總線信息的系統，常用的有串口RS422、1553B等總線檢測系統[1-3]。電氣信號質量對于總線或信號通信的穩定性和健壯性有著最直接的影響。特別是當前武器系統中電子系統的綜合化、交聯關系日益復雜，對于系統的穩定性和健壯性提到了前所未有的高度，構建一種有效的總線或信號診斷分析方法就顯得尤為必要。對于彈上總線信號，傳統的數據采集方式只能分析協議層的通信數據，而無法對總線的電氣特性進行量化分析，更無法同時分析總線數據的電氣層和協議層通信質量。示波器可以對總線數據的電氣特性進行量化分析，但是不夠智能化，而且只能短時間內“人在環”的分析總線的電氣特性，對于數據協議層的通信過程更是無能為力，但是在通信的過程中，往往需要探測總線或信號的電氣質量。本文從實現原理和技術特點出發，提出了一種彈上總線診斷分析的設計和實現方法。

1 彈箭總線診斷分析系統的結構和測試原理

彈箭總線診斷系統由總線診斷設備、信號適配箱、電源時序器、數據服務器和軟件等組成，通過PCIe和以太網進行相關設備的配置與管理。低速總線分析系統相關設備均采用19英寸上架設備，統一部署在24 U機柜中。低速總線分析系統結構具體部署情況如下：數據服務器、BNC面板、信號適配箱，電纜穿引板、電纜穿引板、壁掛式顯示器鼠標鍵盤支臂、以太網交換機、盲板、電源時序器。

總線診斷分析系統的測試原理如下，總線診斷板塊硬件為PCIe接口高速AD采集板卡。總線診斷板卡提供外部信號接入接口，通過該接口實現信號的采集功能。ADC功能模塊實時采集總線信號波形，采用FPGA對電氣特性和協議層解析，并將解析的結果和采集的原始數據通過PCIe接口上傳到數據服務器，并由總線診斷系統管理軟件完成后續的解析顯示和數據存儲功能，系統工作原理如圖1所示。

圖1 診斷分析系統工作原理圖

2 系統方案

彈上總線診斷分析系統由總線診斷分析板卡和RAID卡、磁盤陣列以及總線診斷分析軟件組成，其中總線診斷分析軟件包括電氣層診斷分析模塊、協議層診斷分析模塊和存儲回放模塊。

2.1 硬件總體設計

總線診斷分析系統由總線診斷分析板卡和RAID卡、磁盤陣列組成。核心器件是總線診斷板卡，采用HRP1620采集板卡，板卡包括FPGAXC7V485T、ADC、電源電路、DDR3、FLASH、晶振、傳感器、信號調理電路、電源電路、SMA。PCIe接口高速四通道AD板卡實現CAN、1553B、RS422的四通道AD采集、電氣特性計算、協議解析。總線診斷板卡硬件如圖2所示。

圖2 總線診斷板卡硬件框圖

總線診斷系統采用通用化、模塊化和綜合化設計思想，基于分布式、開放式的體系架構進行設計，通過專用的總線診斷分析板卡實現，其系統架構如圖3所示。

圖3 總線自動診斷系統架構圖

總線診斷分析板卡采用PCIe架構，內含若干高速的ADC進行總線數據采集，ADC功能模塊選用高速ADC，采樣率選用至少一百倍于總線的波特率，高速ADC實時采集總線信號，在采集之前需要一些輔助電路進行信號調理，將總線信號調理至ADC芯片的采集電壓范圍內，便于將總線信號量化采集和后續的分析。調理電路和ADC芯片的器件選型保證系統模擬帶寬不小于50 MHz(-31 dB)；采樣失真度帶寬范圍內不超過5%；電壓采樣精度帶寬范圍內誤差不超過50 mV，以保證信號的采集精度和準確性。

板卡有一個PCIe×8接口，采用FPGA的PCIE IP實現，該IP通過8對Serdes實現了高速的PCIe數據傳輸。FPGA實現ADC采集控制邏輯，控制AD芯片進行采樣和數據轉換，并接收采集數據，進行電氣特性分析和協議解析。采集數據通過DDR3控制器IP核對DDR3進行寫入操作，實現采集數據的緩存；緩存數據在PCIe IP核的控制下將數據傳輸到RAID卡并存儲到計算機的固態硬盤中，故障注入和診斷單元管理軟件再完成數據處理。同時板卡還包括一組DDR板載內存，用于將采集數據進行緩存，并最終通過PCIe總線上傳至主機內存，由總線診斷分析軟件完成解析和顯示處理。

物理層診斷板卡采用3 U的PCI接口，由專用的物理層診斷板卡(線纜測試板卡)實現。

2.1.1 1553B總線模塊硬件設計

1553B線纜為雙絞屏蔽線，包括正信號線、負信號線和屏蔽線。線纜檢測原理是將線纜的電阻轉變成電壓，判斷檢測的電壓大小從而計算出線纜電阻的大小。根據測量的線纜阻值，判斷線纜的短路和開路狀況。

物理層診斷板卡的線纜測試模塊實現線纜檢測、正線、負線、屏蔽線的連續性檢測，可實現以下線纜檢測項：線芯的短路檢測、線芯的開路檢測、線芯與屏蔽線短路檢測、線芯反向檢測、屏蔽網絡連續性檢測、線路連續性檢測。

1553B線纜檢測連接如圖4所示，通過板載繼電器開關實現電纜兩端測試線路的選擇，S1，S2可從正信號線、負信號線、屏蔽線中任意選擇一路作為測試輸入。通過切換S1，S2開關，可以實現正信號線、負信號線、屏蔽線或它們之間的短路、開路檢測。

圖4 1553B線纜測試原理圖

考慮到線纜電阻非常小，在mΩ級別，線纜檢測模塊電阻的測量采用四線制測電阻原理。四線制電阻測量方法可以消除導線電阻的影響。

2.1.2 RS422總線模塊硬件設計

RS422通訊物理線路采用雙絞線，包括TX+信號線、TX-信號線、RX+信號線、RX-信號線。線纜檢測原理是將線纜的電阻轉變成電壓，判斷檢測的電壓大小從而計算出線纜電阻的大小。根據測量的線纜阻值，判斷線纜的短路和開路狀況。

物理層診斷板卡的線纜測試模塊實現線纜檢測，可實現以下線纜檢測項：接收端輸入阻抗測試、正線對地線短路檢測、負線對地線短路檢測、正、負線間短路檢測。

接收端電阻測試原理如圖5所示。

圖5 RS422接收端電阻檢測原理圖

RS422線纜檢測連接如圖6所示，通過板載繼電器開關實現電纜兩端測試線路的選擇，S1，S2可從RX+、RX-、TX+、TX-信號線中任意選擇一路作為測試輸入。線纜檢測原理是將RS422線纜的電阻轉變成電壓，判斷檢測的電壓大小從而計算出線纜電阻的大小。根據測量的線纜阻值，判斷線纜的短路和開路狀況。

圖6 RS422線纜測試原理圖

2.1.3 CAN總線模塊診斷硬件設計

CAN通訊物理線路采用雙絞屏蔽線，包括CAN_H信號線、CAN_L信號線和屏蔽線。線纜檢測原理是將線纜的電阻轉變成電壓，判斷檢測的電壓大小從而計算出線纜電阻的大小。根據測量的線纜阻值，判斷線纜的短路和開路狀況。

物理層診斷板卡的線纜測試模塊可實現以下線纜檢測項：終端阻抗檢測、CAN_H對屏蔽線短路檢測、CAN_L對屏蔽線短路檢測、CAN_H對內部電阻檢測、CAN_L對內部電阻檢測、信號線斷路檢測。

CAN線纜檢測連接如圖7所示，通過板載繼電器開關實現電纜兩端測試線路的選擇，S1，S2可從CAN_H信號線、CAN_L信號線、屏蔽線中任意選擇一路作為測試輸入。通過切換S1，S2開關，可以實現CAN_H信號線、CAN_L信號線、屏蔽線或它們之間的短路、開路檢測。

圖7 CAN總線線纜測試原理圖

對電阻檢測時，采用恒流源輸出電流，測試電壓得方式檢查CAN_H、CAN_L對地電阻的值，如圖8所示。當要測試CAN_H對地電阻時，將開關S1接到CAN_H上，測量CAN_H線對地電阻值；當要測試CAN_L對地電阻時，將開關S1接到CAN_L上，測量CAN_L線對地電阻值；當要進行終端電阻阻抗檢測時，需要將S1連接到CAN_H上，S2連接到CAN_L上，通過檢查CAN_H、CAN_L之間的電壓測量電阻值。

圖8 CAN總線電阻測試原理圖

2.2 軟件總體設計

總線診斷分析軟件主要實現總線數據的采集顯示、分析結果的解析顯示、存儲回放等功能。總線診斷分析軟件包括電氣層診斷分析模塊、協議層診斷分析模塊和存儲回放模塊。

電氣層診斷分析模塊對電氣層診斷分析的結果進行解析顯示，包括總線診斷分析板卡解析的各項總線電氣層特性：總線幅值、上升時間、下降時間等。電氣層診斷分析模塊實時顯示總線診斷分析板卡采集量化的總線數據，描繪總線波形，用軟件卡尺測量總線的各個電氣特性。并且軟件能夠配置標準的總線電氣層參數，將總線診斷分析板卡解析的電氣層參數和其進行對比，對總線的電氣層特性進行全方位的評價。協議層診斷分析模塊對協議層診斷分析的結果進行解析顯示，能夠對協議層通信的過程進行監控和解析顯示，軟件流程如圖9所示。

圖9 軟件流程圖

2.2.1 1553B總線的電氣層與協議層診斷

1553B通信系統通常由總線控制器(BC)、遠程終端(RT)和總線監視器(BM)3種終端通過總線介質互聯而成。BC用來組織總線上信息的傳輸，任何時刻總線上只能有一個BC，總線上所有的數據傳輸。都是由BC發起的，BM不響應BC的任何命令，用于接收、記錄總線上傳輸的信息以便后續數據分析；RT是不作為BC和BM的所用終端。監控1553B總線信息，需要利用具有BM功能的終端接入1553B總線網絡[4-9]。

檢測時，總線診斷板卡作為BM通過耦合器的形式與總線相連，實現總線信號的旁路采集功能，除了完成電氣層診斷測試以外，還能夠將高速AD采集的信號通過PCIe接口傳到服務器，并將1553B波形進行顯示。

1553B總線的電氣層特性設計參數包括如下：

1)輸出電壓VPP1：總線的輸出電壓VPP1，以V為單位；

2)輸出電壓VPP2：總線的輸出電壓VPP2，以V為單位；

3)過零穩定性|TZCP|max：總線的正過零穩定性，以ns為單位；

4)過零穩定性|TZCN|max：總線的負過零穩定性，以ns為單位；

5)上升時間Tr：總線的波形上升沿時間，以ns為單位；

6)下降時間Tf：總線的波形下降沿時間，以ns為單位；

7)輸出波形畸變max：總線的輸出波形畸變過沖與擾動，以mV為單位；

8)輸出對稱性max：總線的輸出對稱性最大值，以mV為單位；

9)輸出隔離度max：總線的輸出隔離度；

10)上下電噪聲max：總線的上下電噪聲，以mV為單位；

11)總線波特率：總線的波特率，以%為單位；

12)終端響應時間：RT的響應時間，以μs為單位。

電氣層軟件分析實現方法如下：1)總線診斷板卡通過PCIe接口接收軟件配置的電氣層系統診斷測試項、總線類型、耦合方式、PAC標準等配置信息；2)總線信號經過總線診斷板卡信號調理電路后，輸入到ADC電路。FPGA接收采集控制命令，控制ADC進行信號采集；3)總線診斷板卡的FPGA對ADC輸出的數字信號進行電氣特性分析和計算，通過分析信號幅度與時間的關系，計算出信號幅值、畸變電壓、余度總線電壓、噪聲、上升/下降時間、殘余電壓、過零時間、信號頻率、響應時間電氣特性參數；4)FPGA依據配置的PAC標準，判斷電氣特性是否滿足PAC標準；5)計算的電氣特性參數和判定信息通過PCIe接口傳給數據服務器，由軟件進行電氣特性參數顯示，并對不符合判定標準的信號給出錯誤報警信息。總線診斷板卡通過高速ADC模塊，旁路采集總線信號，進行協議解析，并依據GJB289A標準，判斷信號是否符合協議要求。當不符合協議規定時給出協議層錯誤報警信息。系統診斷軟件模塊控制測試執行并顯示測試結果，實現1553B總線協議層的診斷功能[10-15]。協議層系統診斷如圖5所示。

圖10 1553B總線協議層系統結構圖

協議層軟件實現過程如下：1)總線診斷板卡通過PCIe接口接收軟件配置的協議層系統診斷測試項、總線類型等配置信息，選擇配置為1553B總線；2)總線信號經過信號調理電路后，輸入到ADC電路。FPGA接收采集控制命令，控制ADC進行信號采集；3)總線診斷板卡的FPGA對ADC輸出的數字信號按位進行量化，記錄二進制數和字間間隔；4)總線負載統計，按照單位時間內總線上的bit數進行統計，并通過上位機能夠進行顯示；5)總線誤碼率統計支持如下兩種統計方式：按照單位時間內總線上錯誤字(包括曼徹斯特編碼錯誤和奇偶校驗錯誤)為單位進行統計，如果有錯誤則認為當前字是錯誤的，跟單位時間內接收的總線上的總的字數進行對比得出誤碼率。通過軟件配置一條待接收的1553B消息，通過對比從總線上接收的消息和配置的待接收的消息，判斷出接收到的錯誤的bit數，從而得出總線的誤碼率；6)FPGA對二進制數進行解析，判斷同步頭、雙向編碼、字長、奇校驗是否滿足有效字要求，實現字的有效性監控。FPGA對字進行解析，解析出同步頭、奇校驗、字長、地址字段、方式字段、狀態位、數據信息、消息長度等信息；對字組合和字間隔進行分析，監控指令字與狀態字的地址一致性、消息格式和消息的連續性、實際消息長度與指令字中數據字計數字段的一致性、狀態位，實現消息監控，判斷消息是否為有效合法消息；7)測試結果通過PCIe接口傳給服務器，由軟件進行顯示。當字或消息不符合協議規定時給出協議層錯誤報警信息[16-18]。

通過總線診斷板卡實現1553B電氣層的故障診斷分析功能，電壓幅度檢測；信號上升、下降時間檢測；過零穩定性檢測；輸出波形畸變過沖與擾動檢測；輸出對稱性檢測；輸出隔離度檢測；上下電噪聲檢測；信號波特率檢測；終端響應時間檢測；1553B總線波形監控顯示[19-21]。

2.2.2 CAN電氣層與協議層診斷分析

電氣層檢測與診斷分析通過總線診斷板卡可以實現CAN電氣層的故障診斷分析功能，主要實現功能點如下所示：顯性電壓檢測、隱性電壓檢測、信號上升沿、下降沿時間檢測、對CAN總線共模電壓檢測、對CAN_H、CAN_L幅值檢測、傳輸速率檢測。

電氣層系統診斷時，總線診斷板卡對總線信號進行旁路采集，不必響應總線信號。CAN總線的電氣層電氣層特性參數包括如下：電氣層診斷包括：顯型電壓、隱性電壓、信號上升沿時間、下降沿時間、CAN總線共模電壓、CAN_H幅值、CAN_L幅值以及傳輸速率檢測。

總線診斷板卡通過旁路采集的方式進行采集，實現總線信號的旁路采集功能，除了完成電氣層診斷測試以外，還能夠將高速AD采集的信號通過PCIE接口傳到服務器，并將CAN總線波形特性顯示。

協議層檢測與診斷通過總線診斷板卡高速ADC模塊，旁路采集CAN總線信號，進行協議解析，并依據CAN協議標準，判斷信號是否符合協議要求。當不符合協議規定時給出協議層錯誤報警信息。系統診斷軟件模塊控制測試執行并顯示測試結果，實現CAN總線協議層的診斷功能。協議層系統診斷如圖11所示。

圖11 CAN總線協議層系統結構圖

CAN協議層系統診斷主要實現如下功能：對CAN總線報文進行二進制顯示、總線誤碼率統計、總線負載率統計。實現過程如下：1)測試項配置，總線診斷板卡通過PCIe接口接收軟件配置的協議層系統診斷測試項、總線類型等配置信息，選擇配置為CAN總線，配置總線的波特率等相關通信參數；2)總線信號采集，總線信號經過信號調理電路后，輸入到ADC電路。FPGA接收采集控制命令，控制ADC進行信號采集；3)采集波形量化，總線診斷板卡的FPGA對ADC輸出的數字信號按位進行量化，記錄二進制數，并上傳至上位機進行二進制顯示；4)總線負載統計，總線負載統計，按照單位時間內總線上的bit數進行統計，并通過上位機能夠進行顯示；5)總線誤碼統計，總線誤碼率統計支持如下兩種統計方式。一是按照單位時間內總線上錯誤幀(包括幀長度錯誤和CRC校驗錯誤)為單位進行統計，如果有錯誤則認為當前幀是錯誤的，跟單位時間內接收的總線上的總的幀數進行對比得出誤碼率。二是可以通過軟件配置一條待接收的CAN幀，通過對比從總線上接收的幀和配置的待接收的幀，判斷出接收到的錯誤的bit數，從而得出總線的誤碼率；6)協議解析及PAC判斷：FPGA對二進制數進行解析，判斷依據幀ID、填充位、DLC、數據、CRC、ACK等是否滿足要求，實現CAN數據幀的有效性監控。FPGA對數據幀進行解析，監控判斷消息是否為有效合法消息；7)測試結果上傳，測試結果通過PCIe接口傳給服務器，由軟件進行顯示。當CAN報文不符合協議規定時給出協議層錯誤報警信息。

2.2.3 RS422總線的電氣層與協議層診斷

通過總線診斷板卡可以實現RS422電氣層的故障診斷分析功能：共模幅值檢測、差模幅值檢測、波特率檢測。總線診斷板卡以旁路采集的方式進行采集，實現總線信號的旁路采集功能，除了完成電氣層診斷測試以外，還能夠將高速AD采集的信號通過PCIe接口傳到上位機，并將RS422總線波形特性顯示。1)共模幅值檢測，通過AD采集到的正負信號線上的電壓，求得共模電壓，范圍要在-7～+7 V之間，以此為依據或者上位機設置的共模電壓參數為依據進行共模電壓檢測；2)差模幅值檢測，通過AD采集到的正負信號線上的電壓，求得差模電壓值，電壓值在+2～+6 V以內或者按照設定參數為標準作為電壓檢測標準；3)波特率檢測，將AD采集到的信號進行判斷，檢測RS422信號開始位，并按照設定的波特率計算當前的波特率是否與設定的波特率一致，最大支持到1 Mb/s的傳輸速率。

422總線的電氣層特性設計參數包括如下：

1)上升時間Tr：總線的波形上升沿時間，以ns為單位；

2)下降時間Tf：總線的波形下降沿時間，以ns為單位；

3)差分電壓高電平：差分電壓高電平電壓值，以mV為單位；

4)差分電壓低電平：差分電壓低電平電壓值，以mV為單位；

5)共模電壓：差分總線的共模電壓，以mV為單位；

6)總線波特率：總線的波特率誤差，輸入誤差百分比。

總線診斷板卡通過高速ADC模塊，進行協議解析，并依據RS422協議標準，判斷信號是否符合協議要求。當不符合協議規定時給出協議層錯誤報警信息。系統診斷軟件模塊控制測試執行并顯示測試結果，實現RS422總線協議層的診斷功能。協議層系統診斷如圖12所示。

圖12 RS422總線協議層系統結構圖

實現過程如下：1)測試項配置，總線診斷板卡通過PCIe接口接收軟件配置的協議層系統診斷測試項、總線類型等配置信息，選擇配置為422總線，并配置422的數據bit位、奇/偶校驗、停止位等相關信息；2)總線信號采集，總線信號經過信號調理電路后，輸入到ADC電路。FPGA接收采集控制命令，控制ADC進行信號采集；3)采集波形量化，總線診斷板卡的FPGA對ADC輸出的數字信號按位進行量化，記錄二進制數，并上傳至上位機進行二進制顯示；4)總線負載統計，總線負載統計，按照單位時間內總線上的bit數進行統計，并通過上位機能夠進行顯示；5)總線誤碼統計，總線誤碼率統計支持如下兩種統計方式：第一種方式按照單位時間內總線上錯誤字(包括字長度錯誤和奇偶校驗錯誤)為單位進行統計，如果有錯誤則認為當前字是錯誤的，跟單位時間內接收的總線上的總的字數進行對比得出誤碼率，第二種方式可以通過軟件配置一個待接收的字，通過對比從總線上接收的字和配置的待接收的字，判斷出接收到的錯誤的bit數，從而得出總線的誤碼率；6)協議解析及PAC判斷：FPGA對二進制數進行解析，判斷依據422的數據長度、奇/校驗、停止位信息等是否滿足要求，實現RS422數據幀的有效性監控。FPGA對數據幀進行解析，監控判斷消息是否為有效合法消息；7)測試結果上傳，測試結果通過PCIe接口傳給上位機，由軟件進行顯示。當RS422報文不符合協議規定時給出協議層錯誤報警信息。

3 應用驗證及分析

前面板中的物理層診斷區域為物理層診斷的接口，故障注入和診斷單元支持對1553B、CAN和RS422總線的物理層診斷。支持對3種總線常用實驗室線纜的自動診斷。

物理層診斷時，將1553B線纜兩端連接至信號適配箱中的1553B-1和1553B-2之間，將CAN線纜兩端連接至信號適配箱中的CAN-1和CAN-2之間，將RS422線纜兩端連接至信號適配箱中的RS422-1和RS422-2之間。

驗證方法步驟如下：

1)需要接口轉換，對RS422總線進行診斷時，需要將RS422總線通道1的RX+、地線和RX-通過信號適配箱USER2中的13、14和15管腳接入，并且通過BNC線纜將信號適配箱前面板中RS422-P1和BNC面板中的CH1連接，將信號適配箱前面板中RS422-N1和BNC面板中的CH2連接，這一組接線對應的是RS422總線監控界面中的通道0。同理，CAN總線和1553B總線根據接口定義設計對接電纜，串入聯試系統使用。

2)在硬件設置界面配置診斷單元的相關參數，參數配置界面包括兩部分配置參數，包括總線通信參數配置和總線診斷電氣層標準閾值配置。RS422總線通信的參數包括：波特率、停止位、校驗位、數據位。CAN總線通信的參數為波特率。

3)配置參數保存和加載，在該界面中配置的參數可以以文件的形式保存，同時也支持對配置文件的加載。

4)回放數據顯示曲線。故障注入和診斷單元支持對1553B、CAN和RS422總線進行診斷，對這3種總線進行診斷時，系統采用分時復用的方式，每次只支持對一種總線的診斷。

對1553B總線進行診斷時，需要將1553B網絡中的A、B總線分別通過信號適配箱中的1553B-A-IN和1553B-B-IN接入，并且通過BNC線纜將信號適配箱前面板中1553B-A-P和BNC面板中的CH1連接，將信號適配箱前面板中1553B-A-N和BNC面板中的CH2連接，將信號適配箱前面板中1553B-B-P和BNC面板中的CH3連接，將信號適配箱前面板中1553B-B-N和BNC面板中的CH4連接。

點擊子菜單下的“1553B總線”標簽，進入到1553B總線監控界面，如圖13所示。

圖13 1553B總線診斷

1553B總線監控和診斷支持對1553B總線的電氣層和協議層的監控和診斷，電氣層支持對波形的觸發監控和電氣層參數的解析，協議層的監控支持對消息的監控和解析，以及波形和消息的存儲和回放。

1553B總線監控界面分為3個區域，“波形觸發配置”區域、“電氣層監控診斷”區域、和“數據監控”區域，其中“數據監控”區域有2個子標簽，分別為波形監控和數據監控。

“電氣層監控診斷”區域用來實時顯示總線通道接收到的電氣層指標的最大值或最小值。包括的項目有輸出電壓幅度、上升/下降時間、過零穩定性、輸出波形畸變、輸出對稱性、輸出隔離度、上下電噪聲、終端響應時間和總線波特率。

對實現的效果分析：結合實際被測件、接口轉接線纜的長度，進行設置1553B總線電氣特性參數閾值范圍，超出閾值范圍的波特率紅色預警，根據本次試驗結果1553B總線信號的波特率超標，應修改制導控制部件，應按照1553B規范規定的波特率范圍發送消息。

“數據監控”區域是以列表的形式對接收的消息進行解析并實時顯示，如圖14所示。

圖14 1553B數據監控

數據監控界面中每一行顯示一條消息報文，顯示的信息有序號、通道、消息時間、消息間隔時間、錯誤類型、消息類型、RT地址1、RT子地址1、RT地址2(若沒有則顯示“-”)、RT子地址2(若沒有則顯示“-”)、數據字個數、空閑時間、TR位和數據。本次試驗1553B總線消息報文正常。

總線監測系統的設計方案效果可以滿足試驗室對導彈功能和性能的自動測試要求，完成了RS422、1553B等總線的實時采集、存儲、實現數據的電氣參數解析、顯示、診斷、回放。該系統應用在彈箭總線通訊測試領域，目前應用在艦炮末制導炮彈、超輕型空地導彈、紅外防空項目中，多種總線自動診斷系統實時監控總線通訊試驗結果如圖15所示。

圖15 1553B電氣層監控診斷結果

4 結束語

彈上總線通訊故障是影響彈箭命中目標的主要因素，總線通訊電氣層和協議的診斷分析缺乏自動測試評價的手段，研究診斷系統自動實時測試、顯示彈上總線多種總線的差分電壓、共模電壓、顯性電壓、隱性電壓、波特率等主要電氣特性參數，全面的對總線進行評價，提高故障定位和分析的能力，實踐證明總線診斷分析系統所提方法的有效性。