MIL-STD-1553

MIL-STD-1553 es el estándar militar publicado por el Departamento de Defensa de Estados Unidos que define las características mecánicas, eléctricas y funcionales de un bus de datos en serie. Fue diseñado en principio para su uso en aviación militar, pero ha terminado por utilizarse habitualmente en subsistemas embarcados de manejo de datos en vehículos espaciales, tanto militares como civiles. Proporciona una interfaz física de línea balanceada dual, una interfaz de red diferencial, multiplexación por división en el tiempo, protocolo de comando/respuesta half-duplex y hasta 31 terminales remotos. Una versión de MIL-STD-1553, que utiliza cableado óptico en lugar de eléctrico, es conocida como MIL-STD-1773.

Capa física

Cada bus consiste en un cable de pares con una impedancia de entre 70 y 80 Ω a 1 Mhz. Cuando se utiliza un conector circular, su pin central se usa para la señalManchester bifásica de nivel alto (positivo). Transmisores y receptores se acoplan al bus por medio de transformadores de aislamiento y los conectores en "T" se ramifican mediante un par de resistores de aislamiento y transformadores acoplados. Esto reduce el impacto de un eventual cortocircuito y asegura que el bus no conduce corriente hacia la aeronave. Se usa un código Manchester para transmitir tanto la señal de reloj como los datos en el mismo par y para eliminar la componente continuade la señal (que no puede transmitirse a través de los transformadores). La tasa binaria es de 1.0 mbps (1 bit = 1 μs). La especificación sobre la precisión combinada y la estabilidad a largo plazo de la tasa binaria es de un margen del ±0.1%; la estabilidad del reloj a corto plazo debe ser del ±0.01%. La tensión pico a pico de un transformador es de entre 18 y 27 V.

El bus puede tener redundancia doble o triple mediante el uso de varios pares de cable independientes a los que todos los dispositivos están conectados. Se prevé designar un nuevo computador para el control del bus en caso de fallo del controlador principal. Habitualmente, el ordenador auxiliar de control de vuelo auxiliar monitoriza al principal y a los sensores de la aeronave mediante el bus de datos principal.

Protocolo de bus

Los mensajes consisten en una o más palabras de 16 bits (comando, datos o estado). Cada palabra está precedida por un pulso de sincronización de 3 μs (1.5 μs a nivel bajo más 1.5 μs en alto para palabras de datos y viceversa para palabras de comando y estado, estas secuencias no se pueden dar en un código Manchester) y a continuación un bit de paridad par. En la práctica cada palabra podría considerarse como una palabra de 20 bits: 3 para sincronización, 16 para el payload y 1 bit para control de paridad. Las

palabras en el interior de un mensaje son transmitidas de forma contigua y hay una pausa de 4 μs entre mensajes. Los dispositivos

El controlador maestro se encarga del control de toda comunicación en el bus, cualquier emisión o recepción se basa en un comando del maestro a un terminal. La secuencia de palabras (la forma de la notación es <origen>.<tipo_de_palabra(destino)> y es una notación similar a la de los CSP), para

datos son escritos primero en un buffer del terminal remoto que inicia la comunicación. El controlador de bus lee los datos del buffer de dicho terminal y los escribe en el buffer del terminal de destino.

Las secuencias garantizan que el terminal está en funcionamiento y en disposición de recibir datos. La petición de estado al final de aceptable. Esta secuencia es lo que da a MIL-STD-1553 su alta integridad. Las secuencias que se han presentado están simplificadas y

Un dispositivo terminal no puede originar una transferencia de datos por sí solo. Las peticiones de transmisión de un dispositivo terminal son generadas por el controlador maestro sondeando a los terminales. Las funciones de alta prioridad (por ejemplo, sondeados menos frecuentemente. De todos modos, el estándar no especifica ninguna temporización en particular para una palabra en concreto -- es decisión de los diseñadores del sistema. La ausencia de respuesta cuando un dispositivo es sondeado indica un fallo.

Existen cinco tipos de transacciones entre el controlador de bus y los terminales remotos.

Receive data. El controlador de bus envía una palabra de comando de 16 bits, inmediatamente seguido de entre 1 y 32 palabras de datos de 16 bits. El terminal remoto seleccionado envía entonces una única palabra de estado de respuesta de 16 bit al controlador de bus.

Transmit data. El controlador de bus envía una palabra de comando al terminal remoto. El terminal remoto envía entonces una única palabra de estado de respuesta, seguida inmediatamente de entre 1 y 32 palabras al controlador de bus.

Broadcast data. Novedad de 1553B. El controlador de bus envía una palabra de comando con la dirección de terminal 31, que es en realidad un comando de tipo broadcast, seguido de entre 1 y 32 palabras. Todos los terminales remotos aceptarán los datos pero ninguno responderá. Esto puede ser usado para actualizaciones completas del sistema, tales como la hora.

Mode Code. El controlador de bus envía una palabra de comando con una dirección de 0 ó 32. Este comando puede o no estar seguido de una única palabra dependiendo de qué código sea usado. El terminal remoto responde con una palabra de estado de respuesta que podría o no estar seguida de una única palabra de datos.

RT to RT Transfer. El controlador de bus envía un comando de recepción de datos seguido por un comando de transmisión de datos. El terminal transmisor envía una palabra seguida de entre 1 y 32 palabras de datos al terminal receptor. El terminal receptor envía entonces su palabra de estado.

La palabra de comando está formada como sigue. Los primeros 5 bits son la dirección del terminal remoto (0 ~ 31). El sexto bit es cero para recepción o uno para transmisión. Los siguientes 5 bits indican el lugar en el que dar u obtener los datos en el terminal (1 ~ 30). Nótese que los valores 0 y 31 están reservados para los códigos de modo. Los últimos 5 bits indican el número de palabras a esperar (1 ~ 32). Si es todo ceros indica 32 palabras. En el caso de un código de modo, estos bits son el número de código de modo; Initiate Self Test y Transmit BIT Word son ejemplos.

La palabra de estado se decodifica como sigue. Los primero 5 bits son la dirección del terminal remoto que está respondiendo. El resto de la palabra son códigos de condición de un único bit. Algunos bits están reservados. Un estado 'uno' indica que la condición es cierta; Message Error y Service Request son ejemplos. Más de una condición puede ser cierta al mismo tiempo.