本文件描述了航天器上应用的1553B总线通信的总线拓扑结构、使用约定、总线通信机制、总线通信过程、可靠性设计和管理信息库。本文件适用于航天器上采用1553B总线的相关设备和系统以及相配套的地面测试设备的研制。

ICS。49. 140
cCs V 75
中华人民共和国国家标准
GB/T43669—2024
空间数据与信息传输系统
航天器1553B总线通信协议
Space data and information transfer systems-1553B data bus communication protocol on spacecraft2024-03-15发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2024-07-01实施
规范性引用文件
术语和定义
缩略语
协议层次和内容
总线拓扑结构
子地址约定
方式码消息使用约定
总线通信机制
消息传送机制
服务请求机制
同步机制
时统机制
总线测试机制
7总线通信过程
总线通信过程说明
通信调度过程
置数过程
发送过程
接收过程
取数过程
同步过程
时统过程
总线测试过程
可靠性设计要求
管理信息库
(资料性）
附录A
参考文献
基于本文件的进
步设计
GB/T43669—2024
GB/T43669—2024
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国宇航技术及其应用标准化技术委员会(SAC/TC425)提出并归口。本文件起草单位：中国科学院国家空间科学中心、北京空间飞行器总体设计部、长春理工大学、中国航大标准化研究所、厦门华信立诚标准化服务有限公司、国网思极位置服务有限公司、浙江汇隆晶片技术有限公司。
本文件主要起草人：吕良庆、张雅娟、何鑫、徐海涛、安军社、薛长斌、詹盼盼、底晓强、许冬彦、蔡鸿星、、张春光、叶国萍、李杰。
T43669—2024
本文件规范了国内航天器设计中的1553B总线应用通信协议，定义了上层应用与链路层和物理层之间的接口使用关系，总线通信所需的协议元素，提出了消息调度机制方案，供任务系统剪裁使用，以协调、方便具体工程任务的通信协议设计和规定，实现跨任务和跨部门的协议通用。本文件规定的1553B总线通信协议属于跨应用层与链路层协议，而链路层和物理层的协议内容已有相关国外标准和国内的标准予以规定，本文件不作更多的规定和约束。因此在使用本文件时，需要与相关的标准结合使用。
1范围
空间数据与信息传输系统
航天器1553B总线通信协议
GB/T43669—2024
本文件描述了航天器上应用的1553B总线通信的总线拓扑结构、使用约定、总线通信机制、总线通信过程、可靠性设计和管理信息库。本文件适用于航天器上采用1553B总线的相关设备和系统以及相配套的地面测试设备的研制。2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T42041航天术语空间数据与信息传输3术语和定义
GB/T42041界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
1553B总线1553Bdatabus
-种数字式时分制指令/响应型多路传输数据总线，3.2
terminal
使数据总线与应用装置相接的电子组件，注1：在1553B总线中包括总线控制器、总线监视器和远置终端3种。注2:终端可以是独立存在的可更换组件，也能包含在应用装置内。3.3免费标准bzxz.net
总线控制器
bus controller;BC
1553B总线中组织信息传输的终端3.4
总线监视器busmonitor;BM
1553B总线中接收、记录总线上传输的消息，并能够有选择地提取信息的终端注：如果分配一个终端地址参与通信，则称为监视终端(MT)。3.5
remoteterminal;RT
远置终端
远程终端
1553B总线中不作为总线控制器或总线监视器而参与通信的所有终端。3.6
字word
1553B总线通信的基本数据单元。GB/T43669—2024
注1：字由20bit组成，包括3bit同步头、16bit数据和1bit奇偶校验位。3bit同步和1bit校验用于物理层，传递信息的字是指16bit数据。
注2:有3种类型的字：指令字、状态字和数据字。3.7
消息message
总线上传输数据的基本单元。
注：包括指令字、状态字、若干数据字(0个～32个)及状态响应间隔在内的传输序列。3.8
消息帧
message frame
由多条消息组成的消息序列。
注：总线控制器通过组织消息帧实现总线通信消息顺序的编排。3.9
方式码modecode
总线控制器对总线系统中的信息流及有关硬件进行管理但不用于数据传送的一类消息。3.10
广播broadcast
总线通信中某个终端发送的消息可被其他多个终端或全体终端接收到的一种方式。3.11
redundantbus
余度总线
在终端间使用一路以上总线的数据传送通路。3.12
分发distribution
总线控制器发出消息的过程。
获取acquisition
总线控制器组织远置终端发出消息，其他远置终端或总线控制器作为消息接收方的过程。3.14
setdata
参与总线通信的应用将需要发送的数据交付终端发送的操作。3.15
取数get data
参与总线通信的应用将接收到的数据从终端提取出来的操作。4缩略语
下列缩略语适用于本文件。
BC:总线控制器(BusController)BCA：总线控制器应用(BCApplication）BM：总线监视器(BusMonitor)
OSI：开放系统互联(OpenSystemInterconnect)RT：远置终端(Remote
RTA：远置终端应用(RT
Terminal)
Application）
5总则
5.1协议层次和内容
本文件规定的1553B总线通信协议与OSI分层协议的对应关系见图1。O1协议分层
应用层
表示层
会诉层
传轴层
网络层
数据链路层
物理层
对应功能
1553B协议分层
应用层
链路协议
数据链路层
编码与同步
物理编码
物理层
协议对应关系
用疯偏复交
通信管却
数据交换
测试与恢复
数贴封装
数据拆封
误检测
错误通报
消息应答
申并转换
能教糖器
提分鹰连
驱动器电
任务协议
本协议
BCSS-E-ST-
1553B总线
图11553B总线通信协议与OSI分层协议的对应关系GB/T43669—2024
航天器上的1553B总线通信层涉及物理层、数据链路层，以及与应用层之间接口的协议。本文件在协议栈中的位置见图1，主要是从应用角度规定了对1553B总线链路层协议的使用关系，对应了链路层协议子层的一部分内容，以及应用层下端的一部分接口应用内容，主要包括1553B总线拓扑结构、子地址约定、方式码消息选择、总线通信机制、总线通信过程等，用于1553B总线通信过程的消息安排和数据交换，确保总线通信运行的稳定可靠，为上层制定具体任务协议提供支撑5.2总线拓扑结构
1553B总线系统由1个BC,1个～31个RT组成（地址从0～30），可根据需要配置一个BM,拓扑结构见图2。
BC应用
接收数据
发送数据
接口A
接口B
通道A
通道B
RTO应用
接收数据
发送数据
接口A
接口B
RT30应用
接收数据
发送数据
接口A
接口B
图21553B总线系统拓扑结构（双余度）BM应用
接收数据发送数据
监视数据，
接口/A
接口B
BC与其他终端之间构成主从通信关系，通过总线线缆进行连接。一般配置双余度总线线缆，也可根据需要和重要程度配置多余度总线线缆。各条线缆互为备份，总线通信的消息可通过任意一条总线GB/T43669—2024
线缆传输。
每个终端都有相应的服务应用对象，终端可与应用对象同属于一个装置中，也可是装置之外的可更换组件。
BM主要对总线通信情况进行监视，监视数据交由BM应用进行处理。BM也可通过分配一个终端地址参与正常通信，称为监视终端（MT）。BM可作为BC的备份，当监视到BC工作异常时，可切换到BC模式下工作，代替BC工作。切换的过程可通过某种机制自动进行，也可通过外部指令控制完成。切换时一般是先停止BC的BC工作模式，然后再将BM切换到BC工作模式，避免总线上有两个BC同时工作。RT地址32个，其中0～30（二进制0～11110）作为RT的专有地址，31（二进制11111)用于广播。在实际应用中，尽量不采用0作为RT的专有地址。5.3子地址约定
每个RT有32个发送子地址和32个接收子地址，用于区别不同种类数据消息的收发。RT子地址的使用约定见表1，定义说明和使用建议见附录A中A.3表1RT子地址使用约定
子地址
RT发送
获取数据
分发传送确认
获取传送请求
时间码
长抱环测试
方式码
5.4方式码消息使用约定
RT接收
分发数据
分发传送描述
获取传送确认
时间码(可是广播)
长抱环测试
方式码
不使用
可根据任务需要定义消息种类，用于发送过程和接收过程（见7.4、7.5)，以及数据块传送（见A.5）用于收发双方握手的发送过程（见7.4)用于收发双方握手的接收过程（见7.5）用于时统过程（见7.8）
用于长抱环测试过程（见6.5.1、7,9.1）使用约定见5.4
1553B总线定义了15种方式码消息，本文件规定下列5种常用方式码消息的使用方式，其余10种本文件不作使用约定。
同步（二进制代码00001）：不带数据字，广播方式或非广播方式。用于将预定事件通知相关RT，使RT同步。同步过程见6.3、7.7，时统过程见6.4、7.8。启动自测试（二进制代码00011）：不带数据字，非广播方式。用于启动RT内部的测试电路。b）
测试过程见6.5.2、7.9。
发送矢量字（二进制代码10000）：带一个数据字（称为矢量字），非广播方式。用于要求RT发送矢量字，以便BC确定该RT要求的特定消息传输请求。服务请求机制见6.2，矢量字定义见A.2。
带数据字的同步（二进制代码10001）：带一个数据字，其编码可定义不同的预定事件，广播方d)
式或非广播方式。用于将预定事件通知相关RT，使RT根据事件同步。同步过程见6.3、7.7，时统过程见6.4、7.8。
发送自测试字（二进制代码10011）：带一个数据字（称为自测试字），非广播方式。用于RT向e)
BC报告自测试的结果。测试过程见6.5.2、7.9。4
6总线通信机制
6.1消息传送机制
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BC根据BCA和RT对消息传输需求，预先编排组织消息顿，通过启动和停止的操作，控制消息顿的传输过程。
消息传送机制有周期传送和插入传送两种。一般情况下总线通信为周期传送机制，以消息帧为单位循环不断地传送消息。当有突发消息需要传送时，停止周期消息顿的传送，转而传送突发消息，然后返回周期消息帧停止处，恢复周期传送机制，这一转换过程称为插入传送机制。周期传送机制是对有周期性传输需求的消息在总线通信带宽上的预先分配，以保证所有终端都有参与通信的机会，满足各种消息不同传输时延要求，体现总线通信的周期特性和时序稳定性。插入传送机制是对非周期性传输需求的消息，保证其传输的及时性。BC可根据BCA或RT突发性的消息传输请求，按照约定的优先级关系和时效性要求，编排组织消息传输。关于周期传送机制和插入传送机制的消息编排见A.1。6.2服务请求机制
服务请求机制用于总线通信能够按需传输消息，以有效节省传输带宽，提升传输效率。以RT为消息源或RT请求获取某类消息的数据传输可采用服务请求机制。RT通过“发送矢量字”方式码消息（10000)的状态字中的“服务请求位”来标识消息传输请求，通过所带的矢量字来标识请求传输的消息种类。
BC周期性依次对各个RT发出“发送矢量字”方式码消息（10000）。如某RT返回的状态字中的“服务请求位”为“1”，说明该RT有消息传输服务请求。BC将进一步分析该RT返回的矢量字，确定该RT请求的传输消息种类，组织传输。16bit量字可按位定义消息种类，也可按编码定义消息种类，见A.2。在矢量字按位定义消息种类的情况下，RT在发送缓冲区准备好数据后，或是请求获取某种消息时，应将矢量字中代表该请求消息的相应位置“1”，并将状态字中的“服务请求位”置“1”。当请求的消息传输完毕后，将矢量字中相应位置“0”。如果矢量字所有位均已为“0”，表示没有进一步的消息传输服务请求，则将“服务请求位”置“0”。在矢量字按编码定义消息种类的情况下，RT在发送缓冲区准备好数据后，或是请求获取某类消息时，应将矢量字设置为所需编码，并将状态字中的“服务请求位”置“1”。当请求的消息传输完毕后，将矢量字设置为下一个请求的消息种类编码。如果没有进一步的消息传输请求，则将矢量字置为全0，“服务请求位”置“0”。
6.3同步机制
同步有3种方式，即采用同步方式码消息（00001）、带数据字的同步方式码消息（10001），以及非方式码同步消息。
同司步方式码消息（00001）和带数据字的同步方式码消息（10001）起到某一总线通信状态的同步作用，且同步方式码消息（10001)带的数据字可进行编码，以指示不同的同步事件。两种方式码消息可与时间码消息配合，起到在总线上传输时间并供接收方校准的作用，见6.4。非方式码同步消息是一条参与通信各方约定的普通消息，可用于RT数据发送和接收时，数据更新的同步，也可作为当前总线周期和下一总线周期的分隔点标志，见A.1。注：具体采用的同步方式及其约定含义由任务协议确定，本文件不作规定。5
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6.4时统机制
6.4.1系统时钟位于BC端时，对应的时统机制如下。BC发送时间码消息可采用周期传送机制或插入传送机制。a)
b）在时间码消息发出的一段时间（固定的或不确定的)后，安排一条同步方式码消息（00001）。时间码消息与同步方式码消息（00001）之间的时间误差由BC在发出时间码消息时补偿。如果采用带数据字的同步方式码消息（10001）作为时间同步，则所带的数据字值可是时间误c）
差值。
RT在收到同步方式码消息(00001)时，立即读取时间码消息，与误差值相加，作为RT的新时d)
间基准。
为减小时间码误差，BC可在时间码消息发出前的时刻读取系统时钟值。e)
如果不采用同步消息，则时间码消息传输的误差由各RT自行修正或容忍6.4.2系统时钟位于RT端时，对应的时统机制如下。a）BC按照固定周期传送RT发送时间码消息，无需BC与RT之间的服务请求握手。RT应保证时间码消息发出前的时钟误差修正。时间码消息在总线上传输的误差由各接收终端自行修正或容忍。
如果采用服务请求机制传送RT发送时间码消息，则BC在响应RT服务请求时，可先发送同b)
步方式码消息（O0001)给该RT，用于RT读取当前时刻的时钟时间码，然后BC在“一段时间”（固定的或不确定的）后传输RT发送时间码消息，并紧随其后广播一条带数据字的同步方式码消息（10001），数据字的值为BC补偿的“一段时间”误差。在这种情况下，各终端在收到带数据字的同步方式码消息（10001）后，立即读取时间消息和同步消息的数据字“一段时间”，二者相加作为接收方新的时间基准。6.5总线测试机制
6.5.1长抱环测试
6.5.1.1长抱环测试过程
长抱环测试的目的是测试总线通信通道的通断情况，为通过哪路通道传送消息提供依据。BC使用单消息依次与每个RT通信。以双余度A总线和B总线为例，BC与一个RT的通信测试过程如下：a）BC在A总线组织一条RT接收长抱环测试消息（接收子地址30）；b）BC在A总线组织一条RT发送长抱环测试消息（发送子地址30）；如果BC发送消息或接收消息响应超时，说明总线通信有异常；c)
d）如果收发消息均正常，BC比较收发消息数据字内容是否相同，相同则说明总线通道以及RT通信正常，否则说明有异常；e）BC在B总线上重复过程a)～d)，6.5.1.2长抱环测试使用约定
长抱环测试的使用约定如下。
a）长抱环测试消息中的数据字内容设定为某种编码或数据图案，供收发双方判别和处理。b）如果RT不关心长抱环测试的过程，可将接收子地址30消息和发送子地址30消息的数据收发缓冲区设置为同一个地址。在这种情况下，测试过程对RT是透明的，BC在安排发送和接收消息时，不应预留消息间隔时间。c）如果RT期望通过长抱环测试反映RTA是否正常响应，则RT应响应接收子地址30消息，并6
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