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介紹一種硬件自動發送1553B非周期消息的方法

北京石竹科技

文章來源：北京石竹科技 來源鏈接：http://www.vme.cn/content/solution/solution_nr.asp?id=98

本文介紹了一種使用CAV-1553B板卡實現硬件自動發送1553B總線非周期消息的方法。該方法通過使用條件Block來實現，當用戶設置的條件（如狀態字、數據字匹配或匹配的次數）滿足時，CAV-1553B板卡上的固件將自動啟動非周期消息的發送。使用該方法，無需軟件介入，可實時實現非周期消息的發送，為用戶實現發送矢量字的模式字提供了一種方便的方法。

1553B總線數據傳輸控制

1553B總線通常按固定的數據傳輸時間表工作，即周期性的安排數據傳輸。需要根據數據通信任務的最大和最小發送周期以及允許的傳輸延遲來確定時間表的安排。大多數在總線上傳輸的消息是按一定更新頻率發送的周期性消息，周期消息中更新最慢的消息的周期被定為大周期（也被稱為“主幀”），如下圖所示。在一個大周期內，所有周期性的傳輸至少發生一次。典型的大周期是幾百毫秒，一些重復頻率極低的消息，如幾秒鐘一次的周期性自檢測及其相關數據傳輸，則按非周期消息處理。

圖1 大周期和小周期

消息中刷新頻率最快的通信任務對應小周期（也被稱為“子幀”），為了設計的方便，取大周期為小周期的整數倍，并且該整數位2的整數次冪。如果消息的最大允許傳輸延遲小于其更新的時間間隔，則以消息的最大允許傳輸延遲作為其安排時間表周期的依據。假設一個總線系統需要傳輸若干個周期消息，其中更新最慢的消息為400ms一次；更新最快的消息為每20ms一次，這種消息最大允許的傳輸延遲時間是15ms。那么，我們可以把大周期定為400ms，小周期定為12.5ms，即一個大周期被分為32個小周期。

一個小周期內包括小周期同步消息、周期消息和非周期消息。小周期同步消息一般是同步方式指令或具有同步功能的數據消息，用來表示小周期的開始。小周期同步消息不是必須的，實際上，在相當多的應用中都沒有使用這種消息。周期消息具有特定的更新速率，可以通過在特定的小周期安排周期消息來實現消息的更新速率。非周期消息通常是由某些事件觸發的，并且會引發其他條件事件。在每一個小周期中，非周期消息一般插在周期消息之后傳輸。

消息在小周期中的分布，要考慮消息的更新速率、允許的傳輸延遲時間和總線負載均衡等因素。在前面的例子中，如果某個消息的最大允許延遲時間是15ms，那么這個消息在每個小周期中都要安排傳輸一次，以保證一旦這個消息產生新數據，可以在最大允許延遲時間之內傳到目的終端。假如某個消息的更新周期和最大允許延遲時間都是25ms，那么可以在每兩個小周期中安排一次傳輸，也就是每間隔一個小周期安排一次。考慮到總線負載的均勻分布，每個小周期安排的總的消息傳輸量應該是相當的。

由于消息間隔、RT響應時間、總線上偶發的重試等因素的影響，一個消息在每個小周期內的傳輸時間不完全一樣。因此不同的小周期，或者相同的小周期不同次的傳輸，消息占用的時間都是不一樣的。小周期可以依據系統時鐘定時傳輸，即每個小周期都占用分配給它的固定時間，在上例中是12.5ms，那么消息傳輸完后常常會有空閑時間。也可以充分利用總線提供的帶寬，一個小周期的消息傳輸完之后，即刻啟動下一個小周期的消息傳輸，此時小周期的傳輸實際上不是以固定頻率啟動的，因此稱為異步傳輸。

硬件自動非周期消息發送控制方法

條件Block介紹

在CAV-1553B產品中，子幀中的每條消息在BC數據結構中都是由Message Block定義的，每個Mssage Block都對應一個Message buffer，用來存放發送或接收到的數據。Mssage Block中包含一個控制字（BC_control_word）用來指示Block的類型，如消息Block、條件Block等。

其中條件Block是一種特殊的Block，它不是1553B消息Block，因此沒有Message buffer。用戶可通過條件Block來設置一定的條件，硬件自動檢測條件。當條件不滿足時，發送指定的周期消息；當條件滿足時，發送用戶指定消息。例如：當檢測到某條消息中RT狀態字的服務請求位置’1’時，發送用戶指定的非周期消息。

條件Block中需要設置的項及含義如表1所示。

設置項	含義
Next_message_ num	指定條件不滿足時，執行的消息
Branch_message_num	指定條件滿足時，執行的消息
BC_control_word	指定Block的類型
Test_word_address	給出一個判斷對象的地址，這個判斷對象可以是命令字、狀態字、數據字。
Data_mask	Test_word的位有效指示字
Data_pattern	判斷結果
Cond_count_value	條件滿足次數

表1 Block的設置項

條件Block的設置

(1) 設置當前Block的類型為條件Block。

將Block的BC_control_word設為CONDITION_BLOCK。

(2) 設置條件滿足/不滿足時執行的消息。

指定條件滿足時執行的Branch_message_num和條件不滿足時執行的Next_message_ num。

(3) 設置條件。

首先，可在設置好的消息鏈表中指定一個字（Test_word）作為判斷的對象，這個字可以為命令字、狀態字或數據字，給出該字的地址Test_word_address。其次，給出Test_word的位有效指示字Data_mask和需要作比較的字Data_pattern。

將Test_word和Data_mask相與的結果與Data_pattern作比較，若等于則條件滿足，否則條件不滿足。

(4) 設置次數。

設置次數Cond_count_value，范圍從0到65535。當條件滿足并且次數也滿足時，執行Branch_message_num，否則執行Next_message_num。