引言

    商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)總線(commercial standard digital bus，以下簡稱csdb總線)是由羅克威爾公司柯林斯通用航空電子分部制定的航空電子設(shè)備間互連的串行總線標(biāo)準(zhǔn)，被廣泛應(yīng)用于客機(jī)、軍用運(yùn)輸機(jī)等無線電設(shè)備之間的互聯(lián)通信。其廣泛應(yīng)用為機(jī)載航空電子設(shè)備的可靠性提供了保障，卻為機(jī)載電子設(shè)備的測試和維修帶來了不便，維修或測試人員不能通過傳統(tǒng)測試設(shè)備，如示波器、萬用表等完成總線數(shù)據(jù)的測試，而必須借助相關(guān)產(chǎn)品聯(lián)測才能完成某一uut(unit under test)的測試。本文基于此需求，分析和研究了csdb總線的協(xié)議，并介紹了通過計(jì)算機(jī)的rs-232串口及相應(yīng)電平轉(zhuǎn)換電路，基于labview7.1軟件開發(fā)平臺實(shí)現(xiàn)的計(jì)算機(jī)與uut的雙向通信。其中，支持通信的軟件實(shí)現(xiàn)是關(guān)鍵。

    圖1 csdb總線結(jié)構(gòu)

    csdb總線協(xié)議簡介

    csdb總線體系結(jié)構(gòu)的物理層規(guī)定了總線的機(jī)械特性和電氣特性；數(shù)據(jù)鏈路層給出了數(shù)據(jù)幀的定義以及數(shù)據(jù)幀之間的定時(shí)要求，并對總線連接的各種航空設(shè)備的參數(shù)做出了詳細(xì)的規(guī)定。

    物理層

    csdb是單向廣播式異步串行總線標(biāo)準(zhǔn)，它可以構(gòu)成單信源、多接收器的傳輸系統(tǒng)。總線數(shù)據(jù)采用nrz編碼，全雙工差分方式傳輸。csdb信號的數(shù)據(jù)格式與rs-232-c標(biāo)準(zhǔn)完全相同，都為異步串行通信格式，即：一個(gè)起始位、八個(gè)數(shù)據(jù)位、一個(gè)奇偶校驗(yàn)位、一個(gè)停止位，其電氣標(biāo)準(zhǔn)為rs-422-a。

    數(shù)據(jù)鏈路層

    csdb總線是面向字節(jié)的傳輸協(xié)議，固定長度的字節(jié)組成消息塊，再由一定長度的消息塊組合成幀，封裝在數(shù)據(jù)幀中的不同數(shù)據(jù)通過各自的地址字節(jié)加以區(qū)別，不同的數(shù)據(jù)幀之間通過同步消息塊分割。csdb總線數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

    在圖1中，消息塊(message block)的第一個(gè)字節(jié)byte 0稱為標(biāo)識 (或地址)，消息塊都是通過標(biāo)識來區(qū)分的。消息塊的長度是固定不變的，為6字節(jié)。csdb采用的是異步串行傳輸方式，通過起始位和停止位完成字節(jié)的位同步，因此，在編碼中不必帶有時(shí)鐘信息。幀同步通過識別同步消息塊6個(gè)字節(jié)的十六進(jìn)制“a5”來實(shí)現(xiàn)，同步消息塊標(biāo)識了每個(gè)數(shù)據(jù)幀的開始位置。

    其中：t1=幀時(shí)間長=1/最大更新率

    　　 t2=消息塊間隙時(shí)間長(無限制)

     t3=總線空閑時(shí)間(最小11bit的時(shí)間)

    　　 t4=字節(jié)間隙時(shí)長(無限制)

    csdb總線信號測試

    測試原理

    對csdb總線信號進(jìn)行測試，是先將csdb信號電平轉(zhuǎn)換為和計(jì)算機(jī)適應(yīng)的rs-232電平，再根據(jù)csdb總線的規(guī)則，實(shí)現(xiàn)對控制信息的正確發(fā)送和實(shí)時(shí)反饋信息的正確接收，并根據(jù)需要，將有用信息提出送測試系統(tǒng)處理，完成對航空機(jī)載設(shè)備的自動化測試。具體步驟分為信號電氣轉(zhuǎn)換、通信同步、labview實(shí)現(xiàn)。

    圖2 csdb總線信號通信原理框圖

    通信配置

    (1)電氣轉(zhuǎn)換

    csdb總線信號經(jīng)過電氣轉(zhuǎn)換芯片后直接與計(jì)算機(jī)進(jìn)行串口通信。在進(jìn)行rs-422-a到rs-232的電氣標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時(shí)，使用max488全雙工電平轉(zhuǎn)換芯片。

    (2)通信同步

    csdb總線為異步串行通信，按照串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕驹�，�?shí)現(xiàn)正確通信的基本條件是保持接收和發(fā)送雙方時(shí)鐘一致，以避免發(fā)送與接收雙方的數(shù)據(jù)位寬產(chǎn)生累積誤差，造成不能正確檢測到總線數(shù)據(jù)。在串行通信中，信息是按位傳送的，傳送速率用波特率表示，數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收受各自的時(shí)