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航空航天数据总线技能总述之二 高速数据总线

本文将针对IEEE1394、FDDI、LDPB及SpaceWire等部分中高速数据总线技术进行详细介绍。1IEEE1394总线IEEE1394是由IEEE制定的一种高性能串行

本文将针对IEEE1394、FDDI、LDPB及SpaceWire等部分中高速数据总线技能进行具体介绍。

1.

IEEE1394总线

IEEE1394是由IEEE拟定的一种高功能串行总线规范,又叫前方(FireWire)。IEEE

1394协议分为1394a、1394b等,其间1394b可支撑高达3.2

Gbps传输速率,并支撑光纤传输。IEEE1394作为商用总线,近年来开展迅速,不仅在工业和测控范畴被广泛运用,并且现已逐渐深化到航空航天及军事运用范畴。

根据1394b的光纤总线体系具有核算才能强、吞吐量大、牢靠性高、易于扩展、保护便利、且支撑点对点通讯、播送通讯及支撑热插拔等长处,为多模态传感体系、在线实时检测和视频图画传输供给了宽广的空间。

因而,根据1394b光纤总线的军事运用,关于进步武器体系冲击精度、机动性和快速性具有重要意义。IEEE1394b现已运用在军用飞机上,并作为F22猛禽战机上的视频总线,一起也在F35上有所运用。

2.

FDDI总线

光纤散布式数据接口(

FDDI:

Fiber

Distributed

Data

Interface)

高速总线由美国水兵研讨中心提出,由美国国家规范局(ANSI)于1989年拟定的一种用于高速局域网的MAC规范。FDDI是一种按令牌协议传输信息、完成散布式控制、散布式处理的光纤介质总线网络体系。“令牌”是一个特别界说的信息帧,只要令牌清晰寻址的终端才可在总线上发送信息,对总线上每个终端都给定一个握有令牌的时刻期,在终端握有令牌的时刻期内,

终端主控作业,

可发送信息给其他终端。

FDDI传输速率可达100Mbps,FDDI具有传输速率高、传输间隔长、掩盖规模大、牢靠性高、安全性高、支撑可动态散布传输的特色,因而在上世纪90年代作为先进的光纤组网技能得到了开展与运用。FDDI首要用于水兵作战体系,现已运用于舰载作战情报指挥体系(C3I)的水兵第三代ZKJ-7上,并且还运用于世界空间站中

3.

LTPB总线技能

LTPB(LinearToken

Passing

Bus)是由世界自动机工程师学会(SAE

International)拟定的军用数据总线,界说了令牌音讯、站办理音讯、数据音讯三种音讯类型,其数据传输速率为50Mbit/s,最多可衔接128个终端,音讯最大长度为4096个字。从物理上看,LTPB是星型拓扑结构,易于监控网络上信息的传送及整个网络的状况,从逻辑上看,它按站点地址递加次序构成环型拓扑结构。

线性令牌传输数据总线(

LTPB)选用令牌传输协议,不需总线控制器,完成了真实的散布式控制、散布式处理。LTPB总线技能选用光纤传输介质,具有很强的抗电磁搅扰才能,其传输总线为播送式总线。

LTPB对应的规范为SAE

AS4074.1,运用于RAH-66、F-22“猛禽”第4代战斗机中。

4.

SpaceWire总线

SpaceWire是欧洲航天局开发的一种高速、点对点、全双工的串行总线网络,以IEEE1355-1995

和LVDS

两个商业规范为根底,汲取了1394技能、ATM技能、以太网技能的长处,一起考虑了空间运用的特色,在毛病检测与时刻确定性方面做了加强。SpaceWire最高速度能够到达400Mbps,是现在在航天范畴运用较广泛的高速数据总线,已成功运用于火星勘探器“Mars

Express”项目、彗星勘探器“Rosetta

Spacecraft”项目和地球环境遥感卫星“Cryosat”项目等。

SpaceWire选用点到点衔接的结构,在同一网络中能够一起运用多条总线,其网络拓扑具有很高的自由度。SpaceWire得到较广泛的运用不仅是因为它是一种简略、牢靠、低功耗数据传输技能,别的他也选用了契合当时数据传输开展方向的包交流技能。比较与CSMA/CD以太网、IEEE1394等总线型数据传输技能中数据速率不可能超越衔接功能的状况,其长处是网络中节点的添加不会导致节点可用带宽的下降,为体系的扩展供给了充沛的地步。

SpaeceWire网络是一种正在不断开展、完善中的高速数据传输技能,新的补充协议加入到协议簇中,新的运用产品也不断出现。这种选用交流机制的高速串行全双工技能为载荷数据处理体系向低功耗、牢靠、可重用新结构的开展供给了有用的手法。

5.

中高速数据总线比照

各种总线的比照剖析如下表所示,虽然IEEE1394现在还没有被广泛运用,可是其在数字成像范畴内的重要作用现已为世人所重视;FDDI和LTPB总线不光都完成了高速化和光纤化,并且是彻底的散布式控制形式,且FDDI技能已得到商业范畴的广泛运用与验证,较LTPB技能危险小、出资少、研发周期短,但100Mbps的传输速率也越来越不能满意更高速的数据传输;从欧美对这些高速总线的运用与研讨状况来看,航天范畴特别深空勘探范畴运用较多的高速总线是SpaceWire总线,但传输间隔较短,最大只要10米。

6.

结语

航空航天电子体系选用数据总线的根底是该总线规范是否满意体系的通讯速率、牢靠性、抗搅扰、兼容性、可扩展等要求。本期具体介绍了IEEE1394、FDDI、LDPB、SpaceWire等部分高速航空航天数据总线,并对所介绍中高速数据总线进行了比照剖析。高速航空航天数据总线技能是满意未来航空航天使命需求的重要技能手法。  

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