一种GJB289A备份总线控制器设计

李礼 曾晓东 张成

摘要：总线控制器是GJB289A总线的核心，一旦总线控制器出现故障，会导致整个总线崩溃。工程应用中通过配置备份总线控制器的方法提高总线的可靠性，本文给出了一种GJB289A备份总线控制器设计方法。

关键词：GJB289A协议芯片;GJB289A总线;总线控制器;备份总线控制器

中图分类号：TP18        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）16-0247-03

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

早期航空电子系统的机载设备采用分散式结构互联，随着的设备数量增加，各设备间需要交换的信息增多，设备交联线缆重量体积大、传输速率低且互联复杂度高。一种高稳定、高可靠且可集中控制的航空标准总线——GJB289A总线，解决了航空电子系统分散式结构的问题。GJB289A总线是双余度的传输电缆线， 总线都是双备份的， 增强了系统的可靠性。但是， 整个总线上的BC通常只有一个，一旦该BC出现故障， GJB289A总线将瘫痪。因此现在通过设计GJB289A备份总线控制器（BBC）来提升总线的可靠性。如果BC故障，BBC可以切换为BC工作模式，进行总线管理与维护，提升了总线的可靠性。

1 工作原理

2 系统概述

GJB289A总线拓扑结构如图1所示，每条总线上有双余度通信通道，多路总线系统包含多路总线通信模块，并分布在各子系统之间，组合为一个整体共同完成系统间的消息传递任务。

为满足通信模块处理系统通信的需要，通信模块包括下列组成部分：

3.1 前端区

MBI模块与GJB289A总线电缆之间的接口区，包括变压器、协议芯片。负责完成共享存储器中数据与总线上GJB289A信号之间的格式转换;另外，前端区还完成一些基本通信错误检测。

3.2 可编程控制器

按照存储器中的固化程序及宿主机指令和数据来控制整个MBI模块的操作。可编程控制器包括处理器DSP，可编程计时器（实时时钟RTC，看门狗时钟WDT，延迟时钟DT），FLASH，RAM等。

3.3 后端区

MBI模块与子系统主机之间的接口区，通过双口存储器完成驱动软件与传输软件之间的数据交换。共享存储器包括收/發数据缓冲区、指令控制区和状态信息区。

MBI模块和子系统主机之间有一条MBI中断线：MBI模块使用MBI中断向驱动层报告特殊或紧急情况，如BIT故障、紧急消息接收、WDT计数器到零等。

驱动软件用指令来控制MBI模块。

MBI模块提供RTC，用于系统同步。

MBI模块硬件结构如图2所示。

4 软件设计

4.1 传输层软件

传输层软件是多路总线通信模块的一部分，驻留在FLASH中。传输层软件由以下部分组成：

4.1.1 消息处理

协议芯片处理消息结束后，产生消息结束中断，消息处理程序需要根据接收到的总线命令类型，进行相应的处理;为保证数据的完整性，与应用相关的所有接收/发送数据块采用双缓冲机制。

4.1.2 故障处理

故障处理包括：无效数据字、非法命令、终端标记、子系统标记等故障状况下的处理。

4.1.3 控制程序

4.2 驱动层软件

总线驱动程序（MBI DRIVER）是宿主机应用软件与MBI模块之间传递信息的媒介，提供了多种消息读、消息写、控制程序和时钟控制程序。另外，驱动程序还负责处理来自MBI模块的中断请求，包括解释中断码并报告给应用软件。

4.2.1 状态控制程序

4.2.2 系统控制程序

4.2.3 时钟控制程序

4.2.4 消息控制程序

5 数据块输入/输出过程

5.1 数据块输出过程

5.2 数据块输入过程

本文设计的GJB289A备份总线控制器实现了BC 的冗余备份功能，已成功应用在某型号上，该设计能有效解决BC 故障带来的灾难后果，提高了系统GJB289A总线网络的可靠性。

参考文献：

[1] 基于SOC芯片的1553B远程终端的设计与实现[J].中国市场， 2015

[2] 基于HKS1553BCRT芯片的1553B总线通信软件设计[J].计算机技术与发展， 2012.

[3] HI-613x 数据手册HOLT INTEGRATED CIRCUITS ，2014.

[4] BusTools/1553—API Software Reference Manual[M].Con-dor Engineering Inc，2004.

[5] Rebirth of the 1553 databus[M]. Feb 1， 2006.

[6]数字式时分制指令/响应型多路传输数据总线[M].北京：中国标准出版社，1997.

【通联编辑：唐一东】