MIL-STD-1553/1773傳輸協議簡介

1553/1773總線上有總線控制器(BC)、遠程終端(RT)和總線監視器(BM)三種類型的終端，都連接到總線上形成廣播信道。每個終端同時連接到多條總線上，并從中選擇一條總線用作平時通信的主總線，而其他總線則作為空閑的冗余總線，一旦主總線發生故障所有終端就切換到冗余總線繼續進行通信。所有終端在總線上以1 Mb/s速度傳送信息，總線上最多能連接32個終端，1553/1773總線的標準結構如圖1所示。

在1553/1773總線上傳送的基本信息是命令字、數據字和狀態字。1553/1773總線網絡是集中控制式，即總線上所有終端之間的通信都由BC組織發起，并在BC的控制下進行。其傳輸過程如下：BC在總線上以廣播的方式發送命令字，RT通過將命令字中的地址域與自身地址比較來決定是否接收該命令字。RT根據命令字中的內容完成相應的操作(接收數據字、發送數據字或重啟、自檢等)，同時以狀態字響應BC的命令。BC通過分析RT返回的狀態字來判斷RT是否完成指定的操作以及RT是否工作正常。1553/1773總線上的傳輸分為多種類型，包括BC-to-RT傳輸、RT-to-BC傳輸、RT-to-RT傳輸、模式命令等各種類型的點對點傳輸和廣播傳輸。協議中每一種傳輸類型對應一種消息格式[1,2]，采用不同的消息格式就能完成各種類型的傳輸。消息格式類似于一種幀格式，但消息中包括了BC發出的命令字和RT返回的狀態字(其中廣播消息RT不返回狀態字)以及在BC和RT之間傳輸的數據字，因此消息格式實際上規定了一套命令/響應的協議規則。

存儲管理
BC通常與一臺稱為主機(host)的計算機相連，該計算機用于控制BC進行1553/1773總線上的數據傳輸，同時也搜集總線上的數據用于分析。BC自身并不產生命令字、數據字，BC在1553/1773總線上發出的所有命令字和數據字都來自主機，主機將所有待發出的數據和控制命令按照協議規定的格式翻譯成BC能夠理解的數據字和命令字，并合成為消息交給BC，BC依次發送這些消息以實現對1553/1773總線上其他終端的控制。由于BC在1553/1773總線上的數據傳輸速率與主機系統總線速率不一致，所以BC和主機之間應引入緩存，主機發往BC的數據應先保存在緩存中。根據BC自動完成傳輸能力的高低可將BC分為字處理控制器、消息處理控制器、幀(多消息)處理控制器三種類型[3]。要實現具有多消息處理能力的BC，需要建立具有自動讀寫控制能力的邏輯，能夠實時從緩存中讀取或寫入消息數據，以滿足在1553/1773總線上消息傳輸的連續性要求[1,2]。要實現在BC與主機之間有效傳遞數據及控制信息，還需要對存儲空間進行規劃，并制定關于數據及控制信息合理的數據結構，從而讓主機和BC的硬件、軟件共同遵守。上述內容主要屬于存儲管理的范疇，因此其設計均可歸結為存儲管理單元的設計。

存儲管理單元的設計
存儲管理單元的設計包括消息隊列數據結構的設計、存儲空間的規劃和讀寫控制邏輯(控制過程)的設計三方面。另外，設計讀寫控制邏輯的過程中要考慮可編程的因素，可以通過設置控制字(或配置寄存器)的方式來允許主機對BC硬件邏輯的工作方式進行配置。

消息隊列數據結構的設計
BC和主機必須事先約定好存儲在緩存(共享存儲器或共享RAM)中的格式，即數據結構，以便BC的硬件邏輯能夠正確讀取其中的信息。消息隊列數據結構的定義包括單個消息塊存儲格式的定義和消息隊列的存儲格式兩部分。可以將所有消息格式用一種統一的定長數據結構來表示或按照自然格式來存儲各種格式的消息(這種數據結構是變長的)。由于采用定長數據結構容易造成存儲空間的浪費，因此應采用后一種方法來表示消息。這種方法需要在消息塊塊首位置設置控制字來標明消息類型。這樣，雖然消息塊存儲格式隨消息類型不同而不同，但BC硬件邏輯可根據塊首的控制字以及命令字中的word count域來辨別該消息塊的存儲類型及大小，并選取響應的控制時序來讀寫該消息塊，采用這種方法來存儲消息塊的代價是增強了控制邏輯的復雜性。隨著大規模集成電路的發展，可集成幾十萬門的FPGA/CPLD芯片已經可供使用，完全能夠滿足復雜控制邏輯的要求，因此在設計中可以不考慮邏輯的復雜性，圖2給出了幾種典型消息的存儲格式。
消息隊列的編排方式主要有數組和消息鏈表。數組是將指向各個消息塊的地址指針連同控制信息以棧的形式堆放在一起，占用一整塊的存儲空間，只需將數據塊指針順序移動就能依次訪問各個消息塊。消息鏈表是在消息塊中放置一個指向下一個消息塊的地址指針，BC只需知道消息鏈表的頭節點即可訪問“消息鏈”上的所有消息塊。