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航空数据总线(1553B、ARINC429)介绍

关于1553B总线

MIL-STD-1553B总线原本是美军航空电子综合系统的标准总线，被用来为各种系统之

间的数据和信息的交换提供媒介，它类似“局域网或者LAN”，以其优异的性能在航空、航

天、航海和其他武器装备上得到广泛的应用，有“一网盖三军”之称。国内对其进行了跟踪研

究，制定了相应的国军标GJB289A，并已应用于国产先进战斗机中。

1．1553B的起源

二十世纪60年代以前，航空电子学是简单、独立的系统，航空、通信、飞行控制和显

示器由模拟系统构成；信号主要由模拟电压、同-异步信号和接触式开关构成。

上世纪60年代，由导航/平显/武器瞄准系统(INS/HUD/WACS)组成的综合火控系统，配

上远距空射武器，使战斗机如虎添翼。但作战信息数据总量暴涨，而设备间接口各异，互联

协同难度大，成为作战效能的瓶颈。同时，由于缺乏统一标准，开发、维护和改进的成本不

断上升。另一方面，为了减少系统所需要的“黑箱子”数量，在各系统之间共享信息也变得

越来越需要了。

随着数字技术的出现，数字计算机已应用到航空设备系统中，然而需要数模转换仍限制

其在此领域的广泛应用。随着技术的不断完善和发展，航空电子设备系统也变成数字化了；

然而航空电子设备之间的通信仍然十分复杂和凌乱，且需要不同的硬件接口来应付不同的航

空设备（如图一）；在不同的航空设备接口连线也十分复杂和混乱，安全性能也不高。为了

简化这一状况，就提出了数据总线，即在不同的时刻和不同的航空电子设备之间能相互通信

（如图二）。

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图一图二

1973年8月美国军方和政府公布了MIL-STD-1553（USAF）标准，军方首次在F-16战斗

机中采用此标准；随着技术的改进和完善，在1975年公布了改进版MIL-STD-1553A，该“A”

版标准仍使用在美国空军F-16战斗机和新型攻击直升机阿帕奇AH-64A。1978年公布了

MIL-STD-1553B标准并“冻结”该标准，该标准一直引用到现在。但在1980年后，美国空

军又在此标准上改进一些，推出MIL-STD-1553Notice1；由于该标准限制较多，在1986

年又出MIL-STD-1553Notice２；但标准仍以MIL-STD-1553B为主。

粗略的说，单个机载电子设备就类似于计算机局域网LAN中的单个计算机，通过1553

总线就可把各个机载电子设备组成1个网络，而1553标准就类似于通信协议，堪称现代作

战飞机电子系统的“脊梁骨”。其核心就在于“标准”二字。有了1553，雷达、光电探测、

导航、本机传感、座舱显示、外挂管理和火控计算机等得以完美的联结综合，构成了第三代

战斗机标志性的分布式集中控制系统。

2．MIL-STD-1553总线的主要特征

MIL-STD-1553总线的传输速度为每秒1M比特，字的长度为20个比特，数据有效长度

为16个比特，信息量最大长度为32个字，传输方式为半双工方式，传输协议为命令/响应

方式，故障容错有典型的双冗余方式，第二条总线处于热备份状态；信息格式有BC到RT、

RT到BC、RT到RT、广播方式和系统控制方式；能挂31个远置终端，终端类型有总线控制

器（BC）、远置终端（RT）和总线监听器（BM）；传输媒介为屏蔽双绞线。MIL-STD-1553

总线耦合方式有直接耦合和变压器耦合。直接耦合方式（如图三）最长距离为1英尺（约

30.5厘米），输入电平需要1.2伏到20.0伏，输出电压为6.0伏到9.0伏；而变压器耦合

方式（如图四）最长距离为20英尺（约6.10米），输入电平需要0.86伏到14.0伏，输

出电压为18.0伏到27.0伏。

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图三直接耦合方式

图四变压器耦合方式

3．传输协议和帧传输格式

构成MIL-STD-1553传输协议有三要素：命令字、数据字和状态字；每个字的长度为20

位比特，且由3部分组成：同步域（3个比特位）、消息块（16个比特位）和奇偶位（1个

比特位）。在同步域中（第1到第3位）1个半比特位为高电平，1个半比特位为低电平；

命令字和状态字在同步域中相同，先高电平再为低电平；而数据字则相反，先低电平再为

高电平。在消息块中（第4到第19位）它们之间都不相同；第20位为奇偶位。

帧传输方式可分为两部分：帧传输方式和广播帧传输方式。在帧传输方式中有六种帧

传输格式，分别为BC到RT、RT到