1394b总线概述 -凯发官方首页

        mil-std-1553作为三代飞机航空电子系统的主干总线网络，在武器系统和航空系统方面的应用已经有近30年的时间了；然而随着计算机技术的飞速发展，航空电子设备的功能越来越强大，也产生了越来越大量的数据传输（视频、音频、分布式数据）应用，1553总线的带宽已无法满足需求。

        1394b作为一种新的数据总线，具有以下特点：价格低，占用空间小，带宽高，开放式标准，支持热插拔，可扩展的数据传输速率，拓扑结构灵活多样，完全数字兼容，可建立对等网络，同时支持同步和异步两种数据传输模式等，因此在航空电子领域获得了越来越越广泛的应用，例如：美军的f-22/f-35、x-47b等飞机均应用了1394b总线。

        而1394协议起初称之为火线（firewire）接口，是由苹果公司领导的开发联盟开发的一种高速度传送接口，理论上支持高达3.2gbps的数据传输率。火线（firewire）是苹果公司的商标，sony的产品称这种接口为ilink， texas instruments 称之为 lynx。主要用于视频的采集，在intel高端主板与数码摄像机(dv)上可见。其相关的协议包括ieee-1394-1995、ieee-1394a-2000、ieee-1394b-2008、as5643。定义的传输速率包括s100、s200、s400、s800、s1600、s3200。其中1995规范为1394的初始版本；2000规范对1995规范中若干歧义进行了明确，也被称为1394a规范；2008规范中定义了更高效的仲裁设计和更先进的数据译码方式，从而实现了更快的传输速度和更长的传输距离，被称为1394b规范；as5643则是sae组织发布的规范，确定了在军用和航空/天器上，使用ieee-1394b作为数据总线网络的条件，并定义了网络上操作和信息流的概念，同时符合ieee-1394b-2008和as5643即军用mil-1394b协议。

        在航电系统环境中，1394通常作为数据通讯接口，实现点对点的连接，一般采用1394b规范。其网络拓扑结构可以是除环形之外的树形、星形、菊花链或其他混合方式，所构成的网络是对等网络，网络节点不分主从。在这种网络环境下，由电缆连接各节点的端口且呈分支扩散，每个端口由收发器和一些简单的逻辑单元组成，线缆和端口的作用就是总线中继器，从而在1394b节点间形成一条逻辑总线。

        而在飞控系统环境中，1394通常作为飞控系统内部总线组成网络，除了1394b规范之外，还需要遵循as5643规范。这种军用1394b网络与普通1394b网络不同，更加强调确定性、可靠性和容错性。

• 单cc的基本网络

        单cc的网络是基本的军用1394b网络形式，和普通网络相比，由于cc节点的引入，系统的确定性得到很大改善。但这种网络拓扑也存在一些缺陷，例如当上级1394节点失效后，会影响到后续节点。因此一般用于节点数量少，结构简单，对可靠性要求较低的情况。

• 单cc单环路的基本网络

        单cc单环路的网络是对单cc网络的一种改进。这种网络将cc节点的两个端口搭建成一个环路。对可靠性较高的节点部署在环路上，对可靠性要求较低的节点挂在环路节点的下级，或串联接入cc节点的第三个端口。当环路上的某个节点出现故障时，环路会自动将环路在故障节点两端分别断开，从而将故障节点排除出环路。环路上其他节点则不受影响。但环路节点的下级节点，如下图中的节点8和节点11，并不能获得类似环路节点的高可靠性，其上级节点失效后，该节点也将随上级节点一起被排除出网络。

• 典型的3cc网络

        3cc网络是目前完善的军用1394网络。以f-35的飞机管理系统（vms）为例，vms采用符合as5643的1394b总线作为系统总线，包含3个bae研制的飞机管理计算机（vmc）。总线速度100mb/s，传输介质为cat-5，传输距离可达100 m，物理拓扑为环型，逻辑拓扑为树/链型。所有三台vmc计算机同时处理数据，并对处理数据结果进行比较，以确保数据的完整性。

        mil-1394b总线通讯采用异步流包的方式进行通讯，由cc节点按照固定周期发出起始帧stof包，其余rn节点检测stof包的到达，以stof包到达时间为起始点，根据设定的数据收发偏移，进行数据的发送和接收。

        stof包的帧格式如下图所示：

        异步流包的帧结构如下图所示：

        由于mil-1394b总线的高带宽、低延时、高可靠性等特点，在航空电子领域已取得越来越广泛的应用，在很多应用场合，将逐步取代mil-1553b总线，成为新型的航空通讯主干网络；并且可以被推广到航天、兵器、电子通讯等其他领域。