70年代以來，隨著微電子、計算機、控制論的發展，使得航空電子系統的發展更為迅速。1980年美國專門制定了軍用1553系列標準與ARINC系列標準，使數據總線更加規范化。目前自動化程度較高的軍、民用飛機，如F-16、F-117、幻影2000、空中客機A340等都采用了數據總線技術。數據總線技術在我國航空電子系統設計中已有十幾年的設計與使用經驗，本文針對具有代表性的總線標準，包括MIL-STD-1553B、ARINC429、RS485及CAN總線技術進行介紹。

1、MIL-STD-1553B

MIL-STD-1553B總線全稱為飛行器內部時分命令/響應式多路數據總線，它由美國自動化工程師協會在軍方與工業界的支持下制定，正式公布于1978年，1986-1993年進行了修改與補充。我國與之對應的標準就是GJB289A-97。該總線采用冗余的總線型拓撲結構，傳輸數據率可達1MB/S，足以滿足第三代作戰飛機的要求。1553B總線系統主要由總線控制器BC與遠程終端RT組成，其字長度20bit，數據有效長度為16bit，半雙工傳輸方法，雙冗余故障容錯方式，傳輸媒介為屏蔽雙絞線，1553B總線的冗余度設計，提高了子系統與全系統的可靠性。

1553B總線的主要功能就是為所有連接到總線上的航空電子系統提供綜合化、集中式的系統控制與標準化接口。該總線技術首先運用于美國空軍F-16戰斗機。在過去的30年中，MIL-STD-1553B已成功地應用于多種戰機，并且成功應用于其它控制領域，如導彈控制、艦船控制等，在海軍與陸軍的武器與維護系統中已經開始采用1553B總線。隨著國防現代化的建設與武器系統的升級換代，我軍也開始將1553B協議大量應用到武器系統的設計中。

2、ARINC429

ARINC429總線協議就是美國航空電子工程委員會（Airlines Engineering committee）于1977年7月發表并獲得批準使用的，它的全稱就是數字式信息傳輸系統（DITS）。協議標準規定了航空電子設備及有關系統間的數字信息傳輸要求。ARINC429廣泛應用在民航客機中，如B-737,A310等，俄制軍用飛機也選用了類似的技術。我國與之對應的標準就是HB6096-SZ-01。ARINC429總線就是面向接口型數據傳輸結構，總線上定義了2種設備，發送設備只能有1個，而接收設備卻可以有多個。發送設備與接收設備采用屏蔽雙絞線傳輸信息，傳輸方式為單向廣播式，調制方式采用雙極性歸零制三態碼，傳輸數據率可達100kb/s。ARINC429總線結構簡單、性能穩定、抗干擾性強、具有高可靠性等優點。

3、RS485總線

RS485就是串行數據接口標準，由電子工業協會（EIA）制訂并發布的，它就是在RS422基礎上制訂的標準，RS485標準采用平衡式發送，差分式接收的數據收發器驅動總線，其最高傳輸速率為10Mbps。RS485為總線式拓撲結構，在同一總線上最多可以掛接32個節點。RS485有兩線制與四線制兩種接線，四線制只能實現點對點的通信方式，現已很少采用。在監控裝置的RS485通信網絡中采用的就是這種主從通信方式，即一臺上位機（主機）帶多個傳感器（從機）的控制方式。

RS485總線接口作為多點、差分數據傳輸的電氣規范，現已成為業界應用較為廣泛的標準通信接口之一。

RS485串行數據總線具有結構簡單、價格低廉、通信距離與數據傳輸速率適當等優點使其在工業控制領域、汽車、艦船系統中得到廣泛應用。

4、CAN總線技術

CAN（控制器局域網）總線就是當前現場總線具有代表性的一種總線，就是一種有效支持分布式控制與實時控制的串行通信網絡。CAN總線就是德國Bosch公司從20世紀80年代初為解決現代汽車中眾多的控制與測試儀器之間的數據交換而開發的一種串行數據通信協議，它就是一種多主總線。其通信介質可以是雙絞線、同軸電纜或光導纖維，通信速率可達1Mbit/s。CAN總線通信接口集中了CAN協議的物理層與數據鏈路層功能，可完成對通信數據的成幀處理，包括位填充、數據塊編碼、循環冗余校驗、優先級判別等工作。

航空航天領域使用的總線系統要求具有很高的實時性、可靠性與抗干擾性能等，CAN總線自身存在的一些問題限制了它在這一領域的應用：①不可預測性。CAN總線采取多主競發的形式，當遇到總線多個節點要求發送時，此時只有發送具有最高優先權幀的節點變為總線主站。在極端情況下，具有較低優先權的報文可能在相當長一段時間內無法搶占發送權，報文延遲時間不可預知。②信道出錯堵塞。在節點有可能受干擾或其他原因暫時或永久失效時，出錯的主機會命令CAN收發器不斷發送報文。該信息的格式等均合法，因此CAN沒有相應的機制來處理這種情況。根據CAN的優先權機制，比它優先權低的信息就被暫時或永久堵塞。③系統冗余支持。CAN就是單條總線，而在航空航天領域的應用中，為滿足苛刻的可靠性要求多采用雙冗余甚至多冗余總線的方式。CAN本身并不包括像數據描述、站地址、連接導向協議等項目。它只規范了ISO/OSI7層標準模型中的數據鏈路層與物理層，因此，必須通過開發CAN的較高層協議來解決這些問題。

5、結語

航空航天電子系統選用數據總線需要綜合考慮通信速率、可靠性、抗干擾性、兼容性、可擴展性等要求，MIL-STD-1553B、ARINC429等數據總線技術，由于具有以上優點，在航空航天領域得到了非常廣泛的應用。

但隨著技術的發展，通信速率達到數百兆以上的設備大量出現，以上介紹的數據總線技術已不能滿足新型航空航天飛行器的發展要求，迫切需要新的技術支持，相關內容將在“航空航天數據總線技術綜述（二）”中介紹。

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