【电子行业标准(SJ)】 光纤化的飞机内部时分制指令／响应式多路传输数据总线

中华人民共和国电子行业军用标准FL0199
SJ20539—95
光纤化的飞机内部时分制指令/响应式多路传输数据总线
Fiberopticsmechanization of anaircraftinternaltime divisioncommand/response multiplex data bus1996-06-14发布
中华人民共和国电子工业部
1996-10-01实施
1范围
1.1主题内容
1.2适用范围
2引用文件
3定义
4一般要求
4.1试验和工作要求
4.2多路传输光纤数据总线操作
5详细要求
5.1特性
5.2终端操作.
5.3硬件特性
5.4余度光纤数据总线的要求·
附录A机械电子设备综合使用时的选择方式（参考件）(1)
中华人民共和国电子行业军用标准光纤化的飞机内部时分制指令/响应式多路传输数据总线
Fiber optics mechanization of anaircraft intermal time divisioncommand/responsemultiplexdatabus1范围
1.1主题内容
SJ20539-95
本标准规定了光纤化的飞机内部时分制指令/响应式多路传输数据总线技术的要求。它包括在图1中说明的光纤数据总线及其接口电子设备，同时规定了多路传输光纤数据总线的工作原理、总线上的信息流、要采用的光学和电气特性及功能格式。备份的星形合器
总线控制器
1.2适用范围
远程终端
子系统
图1光纤多路传输数据总线结构实例装有远程终端
的子系统
本标准适用于多路传输光纤数据总线及其有关的设备。不论这些设备是单独研制的，还是作为飞机武器系统或子系统的一部分而研制的，均适用。中华人民共和国电子工业部1996-06-14发布1996-10-01实施
2引用文件
本章无条文。
3定义
3.1位bit
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位是表示二进制数字信息的基本单位，它可以是0或1，在信息论中一个二进制数字相当于一个二元决策，或一切用作储存或传递信息的两个可能的数值或状态的一个符号。3.2位速率bitrata
位速率是每秒传输的位的数目。3.3脉冲编码-光强调制pulsecode-opticalintensitymodulation一种光纤传输技术采用的信号调制方式。在该方式中对调制的电信号进行采样、量化及编码，以便使每一信息元素由不同类型或不同数量的电脉冲与间隔组成，再用脉冲编码的电信号对光载波进行直接光强调制。3.4字word
本标准的字是一个信息序列。它包括同步头、16位信息段及一个奇偶位。有三种类型的字：指令字、状态字和数据字。3.5消息message
单一的消息是指包括一个指令字、一个状态字（或出现在远程终端向远程终端传输时的两个指令字、两个状态字）、若干个数据字（字数从0到32不等）及状态响应间隔在内的传输序列。
3.6时分制多路传输timedivisionmultiplexing（TDM）时分制多路传输是指在一个通信系统中，通过对来自若干个信号源的信号在时间上错开采样，形成一个组合的脉冲序列，最终满足在系统中任意两个终端间均能相互交换信息的一种传输方式。
3.7半双工halfduplex
半双工是指总线系统在单根光纤数据总线上的操作只能沿任何一个方向进行，不能同时沿两个方向进行。
3.8指令/响应command/response指令/响应是指总线系统的操作方式，仅当总线控制器发出指令字时，远程终端才作出响应。即接收或发送规定字数的数据或完成预先定义的某种特定操作。3.9方式代码modecode
方式代码是总线控制器对总线系统中的信息流及有关硬件进行管理的手段。而不用于从子系统提取数据或向子系统送入数据。3.10广播broadcast
广播是总线系统的一种操作方式。在这种方式下，连接在总线上的具有接收广播指令能力的所有设备，均应接收由总线控制器或某个远程终端发送的信息。3.11异步操作asynchronousoperation对本标准来说，异步操作是指每个终端在消息传输中均使用独立的时钟源。且终端在接收时，使用取自消息的时钟信息完成译码。2
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3.12动态总线控制dynamicbuscontrol动态总线控制是总线系统的一种操作。即将总线系统的控制权授于指定的终端。3.13子系统subsystem
子系统是从多路传输光纤数据总线接受数据传输服务的装置或功能单元。3.14光纤数据总线（总线）fiberopticsdatabus(bus）光纤数据总线（简称总线），是指在各终端之间提供一路数据通道所需要的光信号分配网络，包括光缆、光缆连接器、光通路耦合器、光发送器、光接收器等在内的光纤传输网络全部硬件。
3.15多路传输光纤数据总线（总线系统）multiplexfiberopticsdatabus（bussystem）多路传输光纤数据总线是指包括光纤数据总线、终端在内的或由光纤数据总线及子系统中终端接口组成的、能按要求进行多路传输操作的系统。3.16终端terminal
终端是使光纤数据总线与子系统相接口的电子组件。在总线系统中它可以是总线控制器、远程终端或总线监控器。终端既可以是独立存在的外场可更换组件，也可包含在子系统内。
3.17总线控制器buscontroller(BC)总线控制器是总线系统中组织信息传输的终端。3.18总线监控器busmonitor(BM)总线监控器是总线系统中指定作接收总线传输信息并提取经选择的信息以备后用的终端。
3.19远程终端
remoteterminal(RT)
远程终端是总线系统中，所有不作为总线控制器或总线监控器的终端。3.20余度光纤数据总线redundantfiberopticsdatabus余度光纤数据总线是使用一路以上的光纤数据总线，从而在子系统间提供一路以上的数据遵道。
3.21光通路耦合器opticalaccess couper光通路耦合器是一种用于多个端口间分配光功率的光学器件。例如传输式光纤通路耦合器及反射式光纤通路耦合器等。3.22光信号范围opticalsignalrange（OSR）光信号范围是以分贝为单位表示的光信号的光功率最大值同最小值之比，它作为一个系统特性用于光纤传输网络。光信号的最大范围表示要求终端光接收机应达到的最低的动态范围数值。虽然OSR表观上是一个比值，但它和列举光信号的最大光功率和最小光功率电平意义是一样的。
4一般要求
4.1试验和工作要求
本标准规定的所有要求应在光纤多路传输数据总线的工作环境条件下有效。4.2多路传输光纤数据总线操作
用星形光通路帮合器互连的多路传输光纤数据总线的基本结构应如图1所示。其基本操作要求是：
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a．总线系统信息传输的控制权唯一归总线控制器所有，总线控制器应启动所有的传输。b.总线系统的操作应是指令/响应式的异步操作。c，总线上的信息传输应以半双工方式进行。d.总线上的信息流应由消息组成。而消息本身又由按照5.1.3.5规定的三种类型的字(命令字、数据字及状态字）构成。e，总线系统应具有方式控制的能力。5详细要求
5.1传输特性
5.1.1数据形式
总线上传输的数字数据应符合本标准定义的消息和字格式。字中任何不使用的位应置为罗辑0。
5.1.2位优先权
在总线上传输的数据字，总是每个字的最高有效位在先，按数值递减的次序跟着较低有效位。确定一个数值所需位的个数应符合所要求的分辨率或精度。如果在总线上发送的信息其精度或分辨率超过16位，也应先发送最高有效位。超过16位的那些位再按数值递减的次序组成第二个字发送。允许将多个参数信息的位合并成一个数据字。5.1.3传输方法
5.1.3.1调制
信号应以串行脉冲编码-光强调制的方式在总线上传输。5.1.3.2数据码
在总线上传输的数据码应是单极性曼彻斯特Ⅱ型双相电平码。罗辑1\应以一个双相码信号1/0（即一个有光脉冲继之以一个无光脉冲)的形式发送；逻辑\0\应以一个双相码信号0/1(即一个无光脉冲继之以一个有光脉冲）的形式发送。转换发生在每一位时的中问点（见图2)。
5.1.3.3位传输速率
总线上的位传输速率应是1.0Mb/s用来发送编码数据的各个内部时钟的长期稳定性为±0.1%（即±1000Hz）。短期稳定性（即在1.0s间隔内的稳定性）应为±0.01%（即±100Hz)。
5.1.3.4字长
字长应为16位有效位加同步头加奇偶位，总共20位时。如图3所示。4
[M时计
非归零数据
单胶性
曼彻斯特盟
双相电平
5.1.3.5字格式
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个位时
图2数据编码
指令字、数据字和状态字的格式如图3所示。位时Www.bzxZ.net
指令字！
数据学
状态字1
5.1.3.5.1指令字
远程终端地址
远程终端地址
1发】
子地址／方式
【消【|服丨
务请求
图3字格式
黎望案计数
方武代码
[广|]
播指今接收
系统标志
态总线控制接受
端标志
指令字应由同步头、远程终端地址字段、发送/接收位、子地址/方式字段、数据字计数/方式代码字段及奇偶位组成（见图3）。5.1.3.5.1.1同步头
如图4所示，指令同步头应是一个无效的受彻斯特波形。其宽度为三个位时，前一个半位时是有光脉冲，后一个半位时是无光脉冲。如果紧跟同步头后的一位是逻辑0，那么同步头后半部分有两个时钟周期的表观宽度(+)
5.1.3.5.1.2远程终端地址字段
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字同步
图4指令和状态同步
—数据位—
紧接同步头后的五位应为远程终端地址。每个远程终端被指定一个专有地址，从十进制地址0到十进制地址30均可采用。指定十进制地址31（11111）为所有远程终端的公用地址，供系统采用广播操作时使用。
5.1.3.5.1.3发送/接收位
紧接远程终端地址后的一位应为发送/接收位。它应表示要求远程终端作的操作，逻辑0指定远程终端作接收操作，逻辑1指定远程终端作发送操作。5.1.3.5.1.4子地址/方式字段
紧接发送/接收位后的五位，用来区分远程终端的子地址，或者用作总线系统进行方式控制时的标记（00000和11111)。该字段为00000或11111时用法见5.1.3.5.1.7的规定。5.1.3.5.1.5数据字计数/方式代码字段紧接子地址/方式字段后的五位，用来指定远程终端应发送或应接收的数据字的个数。或者就是按照5.1.3.5.1.7规定的可任选的方式代码。在任何一个消息块内最多可以发送或接收32个数据字，全1表示十进制计数31，而全0表示十进制计数32。5.1.3.5.1.6奇偶位
字的最后一位应用作前16位的奇偶校验。采用奇校验。5.1.3.5.1.7可任选的方式控制
当系统进入方式控制时，在总线控制器发出的指令字中，子地址/方式字段必须是00000或11111，且紧接的“数据字计数/方式代码”字段的内容就是五位方式代码。它们仅用于同总线系统有关硬件通信和用于信息流的管理，而不用于从子系统提取数据或向子系统送入数据。其专用功能规定在表1中，含有方式代码的指令字中，相应的“发送/接收位”的分配，数据字的有无，广播与否均应按表1规定使用。注意，为方式代码所要求的数据字仅有一个。6
发/收位
方式代码
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表1方式代码的分配
动态总线控制
发送状态字
启动自测试
发送器关闭
取消发送器关闭
禁止终端标志位
取消禁止终端标志位
复位远程终端
发送失量字
发送上一个指令字
发送自检测字
选定的发送器关闭
联消选定的发送器关闭
5.1.3.5.1.7.1动态总线控制（方式代码00000）带数据字否
允许广播指令否
总线控制器向一个能执行总线控制功能的远程终端发出一个发送指令字，该远程终端如果接受总线系统的控制，就在按照5.1.3.5.3规定的状态字中，将“动态总线控制接受位”置为1，给出响应。在传输完该状态字后，总线系统的控制就从提出要求的总线控制器转移到作出应答的远程终端，如果该远程终端拒绝接受对总线的控制，则将“动态总线控制接受位”置为0，于是现行的总线控制器仍维持对总线系统的控制。5.1.3.5.1.7.2同步（方式代码00001）总线控制器使用这一方式指令，将某预定事件通知有关远程终端，使远程终端同步（例如，复位内部定时器，启动一个序列等）。其中，同步信息隐含在指令字内，该远程终端应回送符合5.1.3.5.3规定的状态字。
5.1.3.5.1.7.3发送上-状态字（方式代码00010）总线控制器用本指令使远程终端发回与该终端收到的上一有效指令字有关的状态字。远程终端在执行该方式代码操作时，不更新状态字。5.1.3.5.1.7.4启动自测试（方式代码00011)总线控制器使用本指令使远程终端启动内部的测试电路。终端应回送符合5.1.3.5.3规定的状态字。
5.1.3.5.1.7.5发送器关闭（方式代码00100）本指令仅在双余度总线系统中使用。用来使远程终端关闭与余度总线相连的发送器。该7
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远程终端应不关闭正在接收该指令字的通道上的发送器，且应按照5.1.3.5.3的规定响应状态字。
5.1.3.5.1.7.6取消发送器关闭（方式代码00101）本指令仅在双余度总线系统中使用。用来使远程终端启动先前已关闭的发送器。该远程终端不应启动正在接收该指令字的通道上的发送器，且按照5.1.3.5.3的规定响应状态字。5.1.3.5.1.7.7禁止终端标志位（方式代码00110）总线控制器用本指令使远程终端在按照5.1.3.5.3规定的状态字中，将终端标志位置为逻辑0，直到另有指令为止，该远程终端应回送符合5.1.3.5.3规定的状态字。5.1.3.5.1.7.8取消禁止终端标志位（方式代码00111）总线控制器用本指令撤消5.1.3.5.1.7.7规定的禁止功能，该远程终端应回送符合5.1.3.5.3规定的状态字。
5.1.3.5.1.7.9复位远程终端（方式代码01000）总线控制器用本指令使远程终端复位到通电的初始状态。该远程终端先回送符合5.1.3.5.3规定的状态字，然后复位。5.1.3.5.1.7.10备用的方式代码（01001~01111）这些方式代码留作今后使用。
5.1.3.5.1.7.11发送失量字（方式代码10000）总线控制器用本指令使远程终端回送一个符合5.1.3.5.3规定的状态字及符合5.1.3.5.3.5规定的与服务请求相关的数据字。5.1.3.5.1.7.12带数据字的同步（方式代码10001）总线控制器发出含有方式代码的指令字及一个数据字，将某预定事情通知有关远程终端（同步信息包含在数据字中），使远程终端同步。指令字与数据字以无间隔方式传送，远程终端应回送符合5.1.3.5.3规定的状态字。5.1.3.5.1.7.13发送上一指令字（方式代码10010）总线控制器用本指令使远程终端将上一次收到的指令字中的第4位至19位内容，在回送符合5.1.3.5.3规定的状态字之后，无间隔地以一个符合5.1.3.5.2规定的数据字的形式回送给总线控制器，远程终端在执行该方式代码操作时，不更新自已的状态字。5.1.3.5.1.7.14发送自检测字（方式代码10011）总线控制器用本指令使远程终端在回送符合5.1.3.5.3规定的状态字之后，无间隔地将一个含有终端内部自检测结果的数据字回送给总线控制器，远程终端中的这一测试结果，不应由于执行其它指令操作而改变。该功能不应用来传递有关子系统的自测试数据。5.1.3.5.1.7.15选定的发送器关闭（方式代码10100）本指令对双余度以上的总线系统有效。总线控制器发出含有该方式代码的指令字，继之以一个数据字到远程终端，使远程终端关闭选定的余度数据总线上的发送器。该数据字用来识别打算关闭的发送器。该远程终端应不关闭正在接收该指令字的通道上的发送器，且应按照5.1.3.5.3的规定响应状态。
5.1.3.5.1.7.16取消选定的发送器关闭（方式代码10101）本指令对双余度以上的总线系统有效。总线控制器发出含有该方式代码的指令字，继之以一个数据字到远程终端，使远程终端启动先前已关闭的发送器。该数据字用来识别打算启动的发送器。该远程终端不应启动正在接收该指令字的通道上的发送器，且应按照5.1.3.5.38
的规定响应状态字。
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5.1.3.5.1.7.17备用的方式代码（10110～11111）这些方式代码留作今后使用。
5.1.3.5.2数据字
数据字应由同步头，数据段和奇偶位组成（见图3）。5.1.3.5.2.1同步头
如图5所示，数据字同步头应是一个无效的曼彻斯特波形。其宽度为三个位时，前一个半位时的波形是无光脉冲，后一个半位时是有光脉冲。如果该同步头的前后位为逻辑1，那么同步头的表现宽度将增加到四个位时。() 一
数据位—
5.1.3.5.2.2数据段
字同步
图5数据字同步
紧接同步头后的十六位应用作按照5.1.2规定的数据传输。5.1.3.5.2.3奇偶位
字的最后一位含义与5.1.3.5.1.6的规定相同。5.1.3.5.3状态字
—数据位
状态字应由同步头、远程终端地址字段、消息差错位、测试手段位、服务请求位、三个备用位、广播指令接收位、忙位、子系统标志位、动态总线控制接受位、终端标志位及奇偶位组成（见图3。
5.1.3.5.3.1同步头
状态字的同步头与5.1.3.5.1.1的规定相同。5.1.3.5.3.2远程终端地址字段
紧拉同步头后的五位是符合5.1.3.5.1.2规定的、正在发送状态字的那个远程终端的地址。
5.1.3.5.3.3消息差错位
该位在状态字的第9位时（见图3），用来表示远程终端在前已收到的消息中，有一个字或多个字没有通过按照5.2.1.1、5.2.1.2、5.2.3.4和5.2.3.6规定的有效性测试。逻辑1表示消息有差错。逻辑0表示消息无差错。所有的终端应提供消息差错位。5.1.3.5.3.4测试手段位
状态字的第10位时（见图3)作为测试手段位之用。它在所有条件下总置为逻辑0。该位为可选位，如果使用，指令字中的相应位置为逻辑1，用来区分是指令字还是状态字。5.1.3.5.3.5服务请求位
状态字的第11位时（见图3）的服务请求位。表示本远程终端需要服务。要求总线控制器启动与本远程终端或子系统有关的预定操作。当与单一远程终端相连的多个子系统分别请9-
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求服务时，远程终端应将它们各自的服务请求信号逻辑“或”成状态字中的单一服务请求位。逻辑“或”完成后，设计者必须预备单独的数据字来识别具体的请求服务子系统。状态字中的“服务请求位”，应维持到几个请求信号都处理完为止。该位仅用来激发随机发生的而不是周期发生的数据传输操作。逻辑1表示有服务请求。逻辑0表示无服务请求。该位为可选位。5.1.3.5.3.6备用状态位
状态字的第12.13.14位时是备用的状态位。应将它们置为逻辑0，这些位留作今后使用。
5.1.3.5.3.7广播指令接收位
状态字的第15位时（见图3）置为逻辑1，表示本远程终端接收到的上一有效指令字是广播指令字。当系统中未采用广播方式时，置该位为逻辑0。5.1.3.5.3.8忙位
状态字的第16位时（见图3）置为逻辑1表示远程终端处在忙状态。表示它不能按照总线控制器的指令要求将数据移入子系统或从子系统取出数据。如果远程终端在响应发送指令时置忙位，那么只发出它的状态字。该位为可选位，逻辑0表示不在忙状态。5.1.3.5.3.9子系统标志位
状态字的第17位时（见图3)用来向总线控制器指出子系统处在故障状态。且警告总线控制器，本远程终端提供的数据可能无效。如果与一个远程终端相连的几个子系统都呈现故障状态时，应将它们各自的信号逻辑“或”，形成状态字中的子系统标志位，并将事先准备好的一个数据字中的相应位置1，记录它们的故障报告，以供作进一步检测、分析用。该位为可选位。逻辑1表示有标志，逻辑0表示无标志。5.1.3.5.3.10动态总线控制接受位状态字的第18位时（见图3)置为逻辑1，用来表示本远程终端接受符合5.1.3.5.1.7.1规定的动态总线控制的授命。逻辑0表示不接受。该位为可选位。5.1.3.5.3.11终端标志位
状态字的第19位时（见图3)留作终端标志功能。逻辑1表示本远程终端内部存在故障，请求总线控制器干预。逻辑0表示不存在故障。该位为可选位。5.1.3.5.3.12奇偶位
状态字中最后一位的含义与5.1.3.5.1.6的规定相同。5.1.3.5.4状态字复位
为使总线控制器获得远程终端的最后状态信息，状态字中除远程终端地址字段外的其余位，在远程终端接收到一个有效指令后（除“发送上一状态字”、“发送上一指令字”两条方式指令外），都应置为逻辑0，如果引起状态字中的某些位（如“终端标志位”、“服务请求位”、“子系统标志位”)被置位的条件继续存在，那么状态字中的这些位应再次置位。5.1.3.6消息格式
在总线系统中传输的消息应与图6和图7所示的格式一致，不应使用任何别的消息格式，消息间间隔和响应时间应符合5.1.3.7和5.1.3.8的规定。5.1.3.6.1总线控制器向远程终端的传输总线控制器应发出一个接收指令字及规定数目的数据字到远程终端，指令字和数据字应以没有字间间隔的连续形式发出。远程终端在核实消息之后，应发回一个状态字给控制器。5.1.3.6.2远程终端向总线控制器的传输-10
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