FC-AE-1553与MIL-STD-1553协议对比

MIL-STD-1553B 总线协议：MIL-STD-1553B 总线的典型⺴⽹网络结构如下图所⽰示，它由 BC（总线控制器），RT（远程终端），BM（总线监视器）以及总线⾃自⾝身四部分组成。

⼀一个MIL-STD-1553B 总线⺴⽹网络中，有且只有⼀一个总线控制器 BC 在⼯工作，远程终端RT 的个数不多于 31，⽽而总线监视器 BM 的数量则可根据需要设置，它并不参与总线通信。

总线具备冗余备份能⼒力，能增加MIL-STD-1553B 总线⺴⽹网络信息传输的可靠性，当⼀一条总线断开时，⺴⽹网络会⾃自动切换到其他冗余的总线上，保证了消息的传递。

BC 主要管理和控制MIL-STD-1553B 总线上消息的传输，⺴⽹网络中只有总线控制器才能发送指令字，它总共包括字控制器、消息控制器和帧控制器三个类型。

RT 的⼯工作主要是响应来⾃自总线控制器的命令，并实施数据的传递。

⼀一个MIL-STD-1553B 总线⺴⽹网络可以接⼊入多个远程终端，不同的终端通过RT 地址来进⾏行区分。

RT 地址由五位地址位和⼀一位奇校验位组成，地址主要通过硬件或软件来设置。

根据 MIL-STD-1553B 总线标准要求，只有当远程终端接收到总线控制器指令时，该远程终端才能参与信息传递。

传输时RT 能接收并解码总线控制器发出的指令，从⽽而作出相应的响应。

BM 主要监视与记录 MIL-STD-1553B 总线上传递消息的终端，它能够接收总线控制器的指令⽽而⼯工作，但不参与总线消息的传输。

总线监视器有测试记录和备⽤用的总线控制器两种类型，当作为备⽤用总线控制器时表现为终端形式。

1、MIL-STD-1553B 总线的字MIL-STD-1553B 总线上消息传输的最⼩小单位为字，它包括命令字、数据字和状态字三种类型，这三种类型的字经过曼彻斯特编码调制组成⼀一条条消息，每条消息由1〜～32 个字组成。

每⼀一种类型的字格式都是唯⼀一的，但三种类型的字数据结构是相同的，如图2-3 所⽰示。

每个字的字⻓长为20 ⽐比特（bit），其中，有效数据位为16 ⽐比特（bit）。

每个字最前⾯面 3 ⽐比特是同步字头，标志⼀一个新字的开始；第 20 位是奇偶校验位，本设计中采⽤用了奇校验。

前 3 ⽐比特的同步头能够区分出命令字、状态字或者数据字，每个⽐比特的时⻓长是 1μs，若 3μs 的同步头中，前 1.5μs 为低，后 1.5μs 为⾼高，则该字为数据字；若前1.5μs 为⾼高，后1.5μs 为低，则该字为命令字或状态字。

其中总线控制器总是发出命令字的，⽽而远程终端则总是发出状态字。

命令字、状态字和数据字占⽤用的时⻓长都是 20μs，响应时间最⻓长是 12μs，不同字与字之间传输的时间间隔⼀一般为 10 到 30μs。

（1）命令字：在Mil-Std-1553 命令字中, 第1-3 ⽐比特⽤用于同步标识, 第20 ⽐比特⽤用于进⾏行奇校验. 其他部分的含义为:(1) 4-8 ⽐比特(终端地址位): 总共可以标识32 个地址, 其中“00000-11110”标识总共31 个终端, ⽽而“11111” 标识⼲⼴广播地址.(2) 9⽐比特(发送/接收指⽰示位): ⽤用于总线控制器指⽰示终端进⾏行数据传输的⽅方向, 逻辑1代表终端发送数据, ⽽而逻辑 0 代表终端接收数据.(3) 10-14(⼦子地址/模式代码标识位): ⽤用于进⼀一步标识⼦子地址或模式代码, 由于为了与状态字区别⽽而设置第 10 位为 1, 所以⼦子地址为“10000-11110”总共 15 个, ⽽而模式代码为“11111”共 1 个.(4) 15-19 ⽐比特(字计数/模式代码): 当第 10-15 位为“10000-11110”时⽤用于标识传输的数据字的数量(其中 00000 标识 32), ⽽而当第 10-15 位为“11111”时⽤用于标识⽤用于总线管理的模式代码.在Mil-Std-1553总线中, 由控制器通过发送命令字中的模式代码字进⾏行总线管理. 所以此时的第10-14位为 01111 或 11111 时标识的是传输模式代码字的总线管理, 其具体的总线管理由 15-19 位决定, 其具体含义如表 1 所⽰示:（2）状态字在Mil-Std-1553 状态字中, 第1-3 ⽐比特⽤用于同步标识, 第20 ⽐比特⽤用于进⾏行奇校验. 其他部分的含义为:(1) 4-8 ⽐比特(终端地址位): 总共可以标识32 个地址, 其中“00000-11110”标识总共31 个终端, ⽽而“11111” 标识⼲⼴广播地址.(2) 9 ⽐比特(消息错误指⽰示位): ⽤用于指⽰示上⼀一个接收到的消息是否正确, 逻辑 1 代表消息错误, ⽽而逻辑 0 代表消息正确.(3) 10 ⽐比特(命令字/状态字指⽰示位): ⽤用于区别命令字和状态字, 常设置为逻辑 0. (4)11 ⽐比特(服务请求位): ⽤用于终端向总线控制器请求服务.(5) 12-14 位(保留位): 保留⽤用于他⽤用.(6) 15 位(⼲⼴广播命令接收标识位): ⽤用于报告接收到⼲⼴广播命令.(7) 16 位(忙状态位): ⽤用于终端向总线控制器报告其⼦子系统处理数据的状态.(8) 17 位(⼦子系统标志位): ⽤用于终端向总线控制器报告其⼦子系统的健康状态.(9) 18 位(动态总线接受指⽰示位): 表⽰示终端愿意接管总线控制器对总线的管理指⽰示.(10) 19 ⽐比特(终端标志位): 指⽰示终端的健康状况, 逻辑 1 表⽰示终端发⽣生问题.2、MIL-STD-1553B 总线消息传输⽅方式MIL-STD-1553B 总线的消息传输格式总共有 10 种，这 10 种格式⼜又分为⾮非⼲⼴广播传输格式和⼲⼴广播传输格式两⼤大类。

常⽤用的为⾮非⼲⼴广播传输格式中的三种，即 BC to RT（总线控制器向远程终端发送信息）、RT to BC（远程终端向总线控制器发送信息）、RT to RT（远程终端向远程终端发送信息）。

(1) BC to RT：总线控制器 BC 先发送⼀一个接收命令字给其中⼀一个远程终端RT，告诉 RT 准备接收数据，然后 BC 继续发送数据字，RT 接收数据后返回⼀一个状态字给 BC，以说明数据的接收情况。

(2) RT to BC：总线控制器 BC 先发送⼀一个发送命令字给⼀一个远程终端 RT，告诉 RT 发送数据，RT 收到发送命令字后返回⼀一个状态字，并按照要求发送数据字给 BC。

(3) RT to RT：总线控制器 BC 发送⼀一个接收命令字给⼀一个远程终端 RT1，让其接收数据。

然后，该BC 发送⼀一个发送命令字给另⼀一个远程终端 RT2，让其发送数据给 RT1。

接收到发送命令字的 RT2 向 BC 返回⼀一个状态字并按要求向 RT1 发送数据字，RT1 接收到数据字后向 BC 返回⼀一个状态字。

(4) BC to RTs：总线控制器 BC 向所有远程终端 RT 发送⼀一个接收命令字，其后发送⼀一连串数据字给所有的 RT。

RT 收到数据后，不需要向 BC 发送状态字，只需要把状态字中的第 15 位设置为 1 即可。

(5) RT to RTs：总线控制器 BC 发送⼀一个接收命令字给各远程终端 RTn，让其接收数据，然后发送⼀一个发送命令字给远程终端 RT3，让其向各终端 RTn 发送数据。

RT3 接收到命令后向 BC 发送⼀一个状态字，并向各 RTn 发送指定的数据字。

各个 RTn 收到数据后不需要向 BC 发送状态字，只需要把状态字中的第15 位设置为 1 即可。

FC-AE-1553协议：（1）光纤通道协议架构光纤通道协议与上层网络协议无关，有很好的通用性，是一种通用传输机制。

光纤通道OSI模型分为5层，分为两个部分：物理和信号层，上层协议层，如下图所示。

物理和信号层包括FC-0，FC-1，FC-2层，上层协议层包括FC-3，FC-4层。

（2）光纤通道帧格式帧是光纤通道中传输的最⼩小单元，通⽤用的光纤通道帧结构如下图所⽰示。

它由 4 个字节的帧开始分隔符 SOF、24 个字节的固定帧头、最多 2112 字节的数据、4 字节的 CRC32 循环冗余校验码以及 4 字节的结束分隔符 EOF 组成。

若干帧单元构成序列，若干序列组成交换在光纤通道中传输。

（3）FC-AE-1553 总线结构下图是⼀一个典型的 FC-AE-1553 ⺴⽹网络，它由 NC(⺴⽹网络控制器)、NT（⺴⽹网络终端）、FC(光纤通道)⺴⽹网络⾃自⾝身、FC-AE-1553 总线协议转换设备、MIL-STD-1553B 总线本⾝身等组成。

NC(⺴⽹网络控制器)与 MIL-STD-1553B 总线中的 BC(总线控制器)相似，负责发起 FC-AE-1553 ⺴⽹网络中的⼀一切传输。

所有能发起光纤通道 FC ⺴⽹网络中传输命令序列的节点都属于 NC，所以 FC-AE-1553 ⺴⽹网络中可以存在多个⺴⽹网络控制器 NC，这也是其与 MIL-STD-1553B 总线的⼀一个不同之处。

当⼀一个 FC-AE-1553 ⺴⽹网络中存在多个⺴⽹网络控制器 NC 时，同⼀一时间只能有⼀一个 NC 发起数据传输。

NT（⺴⽹网络终端）与 MIL-STD-1553B 总线中的 RT(远程终端)相似，它能响应⺴⽹网络控制器 NC 发起的命令序列，完成⺴⽹网络控制器与⺴⽹网络终端以及⺴⽹网络终端与⺴⽹网络终端之间的数据交换。

FC-AE-1553 总线协议转换设备是整个⺴⽹网络中的重要部分，它是连接MIL-STD-1553B 总线与光纤通道⺴⽹网络 FC 的桥梁。

该设备在⼀一个 FC-AE-1553⺴⽹网络中可包含有⼀一个或多个，不同的 MIL-STD-1553B 总线接在不同的协议转换设备上，但在同⼀一时间只能有⼀一个设备起作⽤用。

FC-AE-1553 状态帧帧头和指令帧帧头定义了 MIL-STD-1553B 总线远程终端属性，当 FC-AE-1553 ⺴⽹网络与 MIL-STD-1553B 总线通信时，协议转换设备实现 FC-AE-1553 ⺴⽹网络的命令帧、状态帧与MIL-STD-1553B 总线的命令字、状态字之间的转换；当两⺴⽹网络之间不进⾏行通信时，桥接设备可以作为光纤通道⺴⽹网络中的终端 NT 使⽤用[41]，或者作为 MIL-STD-1553B 总线中的总线控制器 BC 使⽤用。

上表为MIL-STD-1553协议和FC-AE-1553协议的对⽐比。

以上是⽐比较系统的FC-AE-1553协议的简单介绍。