熊 威 卫 鑫 吴延军

（中国人民解放军91550部队 大连 116023）

1 引言

随着武器控制技术的不断发展和1553B总线优越性的体现［1～4］，1553B总线技术在新一代武控系统中的应用越来越广泛。在武器系统试验和演习中，为了对武控系统功能性能进行分析和故障定位，需要通过1553B总线技术，采集武控系统中的一些关键信息［5］。基地现有的武控系统1553B总线检测设备分别针对不同型号设计，不同型号间不能通用。开展新型号试验，需要重新开发新的配套检测系统，这样不但浪费资源，而且与装备通用化的发展要求不符［6～7］。针对上述问题，分析了武控系统1553B总线通信特征，综合运用1553B总线通信技术、数据库和动态链接库等技术，设计了一套基于1553B总线的武控系统信息检测装置。该装置针对不同型号武控系统，为用户提供自定义检测内容与解析规则功能，灵活地实现了不同型号间的通用功能。

2 1553B总线特征分析

在基于1553B总线的武控系统中，接入总线的各子系统分别充当控制器（BC）和远程终端（RT，最多可有31个），通过1553B总线实现信息无缝融合、快速处理。信息检测装置相当于BM，只接收并按照事先设置的筛选条件，快速地从1553B总线上过滤并解析出部分关键数据，不向总线发送任何信息［8］。

1553B总线数据以字（命令字、状态字和数据字）为基本单位进行传输［9］。如图1所示，每个字包含20位（3位同步头，16位信息段，1位奇偶校验）。命令字信息段由5位RT地址、1位收发标志、5位RT子地址和5位数据字计数长度（最长可为32个数据字）组成；数据字信息段为有效数据负载，即为检测目标信息；状态字信息段由5位RT地址、8位通信状态和3个备用位组成［10～11］。

1553B总线共具有10种消息类型，其中，常规消息类型（BC→RT、RT→BC、RT→RT）为信息检测装置的检测范围。分析常规消息块结构可知，BC→RT消息块结构为“接收命令字+若干个数据字+RT状态字”；RT→BC消息块结构为“发送命令字+RT状态字+若干个数据字”；RT→RT消息块结构为“接收命令字+发送命令字+发送方RT状态字+若干个数据字+接收方RT状态字”。

1553B总线各终端间接口通信协议、终端表示方法、消息内部格式和数据字结构均由接口控制文档（ICD）根据控置策略和目标定义，具有很大灵活性，数据解析通常就是根据ICD进行的，因此，ICD定义的灵活性增加了数据解析的难度，这也是检测系统实现通用功能的难点所在。

3 硬件平台设计

硬件设计方面，坚持实用、小型便携和可扩展的思想，充分考虑使用环境以及研发生产成本和周期，最终采用“加固便携式工控机+1553B总线测试板卡”的方案，设计了一套小型便携、外形加固的硬件平台。板卡用于数据采集，工控机用于参数设置、检测控制和数据存储、解析等。

工控机选用天瀚智能生产的RL-15A-I7便携式军用加固计算机，该计算机基于InterI7-3610M处理器，全面支持Win7、Linux系统；接口多样化，适配性好、可扩展性强，便于通信和快速接收检测数据；存储容量大，为大量检测数据提供足够的存储空间。1553B总线板卡选用陕西正鸿航科电子有限公司研发的ZHHK1553B-USB多功能板卡。该板卡为一体铝壳设计双通道双冗余多功能卡，支持多种工作模、多种消息和帧重发，通讯速率快，数据存储容量大，同时配套可靠驱动程序和丰富灵活的接口函数，支持多种操作系统和多种开发平台。工控机与板卡间通过USB接口通信，整个装置体积小、质量轻、便携、外形坚固不易受损，环境适应性强，特别适合军用。

4 软件系统设计

软件系统是实现检测装置各功能和通用性的关键，属于系统设计的核心部分［12］。软件设计主要包括自检测试、消息过滤和数据解析三大部分。采用VC++2010开发平台设计。

4.1 自检测试

自检测试主要包括两方面。一是通过调用板卡自带函数M1553_Open（），检查系统各部件连接和板卡在线及打开状态。若函数返回值为真，则表示线路正常，板卡在线并正常打开；若返回值为假，则反之；二是通过比较当前通道与另一通道收发数据内容是否相同，检查数据通道状态。将当前使用的通道和另一通道分别设置为BC和RT模式，并相互形成回路，进行数据收发。根据收发内容是否相同，判断数据通道是否良好。

4.2 消息过滤

消息过滤采用命令字过滤方法，根据命令字中“RT地址”、“R/T标志”和“RT子地址”判断是否为检测目标。1553B板卡提供了过滤表结构和过滤函数MT_SetCmdFilterTable（）。调用过滤函数，即可根据过滤表设置完成消息过滤，并将过滤下来的消息存储到1553B数据文件中。此处软件界面面向用户灵活设计，用户可根据实际检测需求和ICD中的相关定义，在界面上输入过滤表格赋值，完成过滤条件的自定义设置。

由于该板卡有多个通道和多种工作模式（BC、RT、BM），因此需要进行通道选择和模式设置等初始化工作。数据接收有查询和中断两种方式，1553B数据信息量大，为提高效率，选择中断接收方式较合适。消息过滤程序流程见图2。

4.3 数据解析

存储到1553B数据文件中的是复杂的机器码。需要经过解析处理，才能具有物理意义的信息转化为方便用户判读的格式。数据解析软件包括消息定义、数据字分类存储和数据解析三大部分。

图2 消息过滤流程图

4.3.1 消息定义

为实现通用，首先进行消息定义设计。消息定义设计包括消息类型定义和数据字信息段定义，是软件实现用户界面自定义解析规则功能的关键。消息定义数据量不大，选用桌面级数据库Access，具备良好的可维护性和易用性。

消息类型定义。命令字位于每条消息的起始位置，消息类型主要由1553B消息命令字结构中的RT地址、R/T标识和子地址三者联合确定，每种组合分别对应一类消息。针对每种组合，软件程序在数据库消息分类表中建立对应字段，同时补充一个全局标识符字段存放每种组合独有的分类标识，来表示和区分消息类型。当用户在消息类型定义界面输入消息名、RT地址、R/T标识和子地址后，程序将输入内容存入消息分类表中，数据库引擎同时生成分类标识符（见图3）。

图3 消息分类示意图

数据字信息段定义。数据字内部结构由ICD确定，具有物理意义的信息按照ICD设计的规则被分段包含在数据字中，因此，可根据具体物理含义将数据字分为若干子段，每个子段分别包含一种物理信息。子段信息可根据对应基本数据类型通过运算得到。可由同种基本数据类型通过相同运算得到的子段信息称为同类子段，即同类子项对应同一运算过程，软件程序将同类子段运算参数集中保存在同一张子段参数表中，分别用不同字段描述。不同类型子段创建不同参数表。运算参数包括子段起始位、长度、单位、符号等。分类标识符作为索引字段与每个子段的参数合并记录，存储到对应子段参数表中，如图4所示。

图4 子段参数存储示意图

4.3.2 数据字分类存储

数据字是最终解析对象，数据字分类存储是否正确合理会直接影响解析与分析过程。因此，数据字分类储过程设计，既要考虑正确可靠地将数据字记录下来，又要便于解析过程，需要按照一定的格式将数据字记录到数据库中。数据字记录过程包括总线消息分类和数据字标记存储两步。原始消息通常包含一个控制字、一个或两个命令字、一个或两个状态字、若干数据字和消息生成时间。程序先根据消息控制字的相关位，识别是否为RT→RT消息（包含两个命令字），如果是，就找到确定分类的那个命令字；如果不是，则消息中只有一个命令字。然后程序会分析命令字中RT地址、R/T标识和子地址，按消息分类表完成消息分类，并获取分类标识符。根据各类消息块数据字相对位置和命令字中的数据字长度信息，提取全部数据字，并以字节流方式与分类标识符和生成时间合为一条记录存入数据库（消息分类标识符和生成时间作为联合索引标志）。

图5 数据字分类存储程序流程图

数据字分类存储流程见图5。数据字存储涉及数据量大，检索效率要求高，选用SQLServer数据库能够较好地满足应用要求。

4.3.3 数据字解析

数据字解析是利用子项参数表中的参数，通过对应的运算过程，将数据字内包含的各物理量信息，解析为便于用户判读格式的过程。

解析过程需要用到的各种运算函数采用动态链接库编码，便于灵活增加运算过程或适当修改。动态链接库中的每个运算函数和子段表是一一对应的，同一个子段表对应的所有物理量数据，可调用动态链接库中同一运算函数来解析。消息分类标识符与人机交互界面的数据类型名称相互关联的，它与生成时间在数据字存储记录中作为联合查询标志。当用户选中数据类型名和生成时间进行查询时，解析程序从数据字存储数据库中得到对应的记录后，再从子段参数表找到带相同分类标识符的记录，针对每条子段参数记录，程序分别反复调用所在参数表对应动态链接库中的运算过程，对查询到的数据字记录进行集中解析并带检索标记存储解析结果。

图6 数据字解析程序流程图

检索标记由分类标识符、子段名和生成时间联合组成，分类标识符、子段名分别对应武控系统某类数据和其中的单项物理量数据，便于分类查询。当所有子段参数记录都使用完，查询数据解析完成，并将全部解析结果显示给用户。数据字解析程序流程见图6。

5 结语

针对使用中的武控系统1553B总线信息检测设备通用性差的现实问题，设计了基于1553B总线的武控系统测装置。通过初步验证表明，该装置稳定可靠，使用方便，灵活实现了在不同型号武控系统间通用的功能。