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MIL-STD-1553 Debug con l'oscilloscopio digitale

 Standard MIL-STD-1553

MIL-STD-1553 è uno standard militare simile alla LAN che definisce le caratteristiche elettriche e di protocollo di un bus seriale; inizialmente fu progettato per la comunicazione di dati nelle applicazioni dell’avionica. MIL-STD-1553 fu dichiarato standard nel 1970, con lo sviluppo della bozza A2-K, dalla SAE (Society of Automotive Engineers). Dopo le revisioni del governo e dei militari, fu rilasciato nel 1975 per supportare tutti reparti militari. Le modifiche più recenti, documentate come Notice 2, sono state rilasciate nel 1986 per fornire un set comune di caratteristiche operazionali. Lo standard è ora supervisionato dalla SAE secondo il documento commerciale AS15531. Nonostante lo standard fosse ampiamente utilizzato nelle applicazioni dell’esercito degli Stati Uniti, è stato anche coinvolto nei trasporti pubblici, nelle applicazioni di produzione e nelle navi spaziali, ed infine è stato accettato ed implementato dalla NATO e da molti altri organismi governativi.

MIL-STD-1553: come funziona

MIL-STD-1553 trasmette messaggi costituiti da un massimo di trentadue parole a 16 bit di dati in modo asincrono, ad un bit rate di massimo 10Mb/s, su un cavo schermato a coppia incrociata e twinax. Un network 1553 utilizza comunicazioni half-duplex time-division multiplexed per trasmettere dati lungo un singolo cavo. Per applicazioni di sicurezza critica, vengono utilizzati due bus ridondanti per fornire comunicazioni ad alta affidabilità. La codifica Manchester II bi-phase viene utilizzata per permettere il coupling diretto o tramite trasformatore.

La codifica Manchester è self-clocking, indipendente dalla sequenza di bit, ed è DC-balanced. Poiché le informazioni all’interno dei segnali Manchester codificati sono in realtà contenute nella polarità e nel timing dello zero crossing, il bus 1553 è tollerante verso una larga variazione dei livelli di segnale. MIL-STD-1553 definisce tre distinti tipi di parole: parole di comando Command words), parole di dati (Data words) e parole di Status (Status words).

Sono tutte strutture a 20 bit, con un campo di sincronizzazione a tre bit, un campo di informazioni a 16 bit e infine un bit di parità diverso per l’identificazione di semplici errori. Il campo di sincronizzazione è un segnale Manchester non valido, con una singola transizione nel mezzo del tempo del secondo bit. Una sincronizzazione command/status ha una transizione negativa nel mezzo, mentre una sincronizzazione di dati ce l’ha positiva.

Le Command words, inviate dal controller di bus attivo, specificano la funzione che un terminale remoto sta per effettuare. Il campo di informazioni a 16 bit contiene un indirizzo di terminale a 5 bit che identifica il terminale in modo unico, un bit di trasmissione/ricezione, 5 bit do subaddress o mode e 5 bit di word count o mode code. Le Data words, trasmesse sia dal controller di bus che dal terminale remoto, vengono inviate con il bit più significativo per primo. Le Status words vengono rispedite da terminali remoti in riposta ad un messaggio valido proveniente dal controller, per mettere a conoscenza della ricezione di un messaggio o per comunicare lo status del terminale remoto.

I primi 5 bit del campo di informazioni a 16 bit sono gli indirizzi del terminale. Gli altri bit rappresentano invece l’informazione specifica di status, inclusi Message Error, Instrumentation Bit, Service Request, Broadcast Command Received, Busy, Subsystem Flag, Dynamic Bus Acceptance e Terminal Flag.

Debuggare MIL-STD-1553 con l'oscilloscopio digitale

Il modulo DPO4AERO Aerospace Serial Triggering and Analysis abilita il triggering delle informazioni packet level sui bus MIL-STD-1553, mostra i bus decodificati e le visualizzazioni digitali dei segnali e potenzia Wave Inspector per la ricerca, la navigazione e la segnalazione in MIL-STD-1553.

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L'articolo è tratto da Debugging Serial Buses in Embedded System Designs di Gina Bonini Technical Marketing Manager @Tektronix.

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