MIL-STD-1553

修訂

MIL-STD-1553B發布於1978年，取代了早先1975年發布的MIL-STD-1553A規範。1553A與1553B修訂版本的基本區別在於，後者定義選項，而不是讓用戶按需定義。它發現當標準沒有定義一項時，它的使用就沒有協調，硬體和軟體必須為每個新的應用程式重新設計。1553B的主要目標是提供靈活性，而無需為每個新用戶建立新的設計。這通過明確指定電氣介面來實現，從而確保不同製造商的設計之間的電氣相容性。
自1978年以來，已經對該標準發布了六項變更通知。例如，1986年的第二號變更通知將文件標題「飛機內部時分命令/回應多路復用資料匯流排」改為「數位時分命令/回應多路復用資料匯流排」。
MIL-STD-1553標準目前由美國國防部和汽車工程師學會航太部門維護。

實體層

單個匯流排由在1MHz時具有70-85Ω阻抗的線對組成。在使用圓形連接器的情況下，其中心引腳用於高（正）曼徹斯特雙相訊號。發射器和接收器經由隔離變壓器耦合到匯流排，並使用一對隔離電阻器和可選地耦合變壓器分支出短截線連接。這減少了短路的影響，並確保匯流排不通過飛機傳導電流。曼徹斯特編碼用於在同一線對上呈現時鐘和資料，並消除訊號中的任何DC分量（其不能通過變壓器）。位元速率為1.0兆位元每秒（每微秒1位元）。位元速率的組合精度和長期穩定性僅規定在±0.1％之內；短期時鐘穩定度必須在±0.01％以內。發射器的峰值輸出電壓為18-27V。
通過使用幾個獨立的線對，匯流排可以成為雙重或三重冗餘，然後所有裝置連接到所有匯流排。在目前主控制器發生故障的情況下，指定新的匯流排控制計算機。通常，輔助飛行控制計算機通過主資料匯流排監視主計算機和飛行器感測器。使用光纖的不同版本匯流排重量較輕，並具有更好的電磁干擾抗性，包括電磁脈衝（EMP）。這也稱為MIL-STD-1773。「AS 1773」實現具有1Mbit/s與20Mbit/s的雙速率。

備用匯流排控制器

儘管在任何時間，匯流排上只有一個匯流排控制器（BC），但是該標準提供了使用狀態字和模式程式碼中的標誌切換到備用匯流排控制器（BBC）或（BUBC）的機制。這也可以在正常操作中由於特定功能切換而使用，例如切換到切換或自在飛機外部但連接到匯流排的匯流排控制器。在故障和故障條件下切換的過程通常涉及主用和備用匯流排控制器之間的離散連接，並且該備用監視在操作期間主匯流排控制器的動作。例如，如果匯流排上存在過長的靜止，則指示活動的匯流排控制器已失效，則由離散連接指示下一個最高優先級的備用匯流排控制器接管並開始作為活動的匯流排控制器操作。

匯流排監控器

匯流排監控器（Bus Monitor，BM）不能通過資料匯流排傳遞資訊。它的主要作用是監視和記錄匯流排事務，而不會干擾匯流排控制器或RT的操作。然後可以儲存這些記錄下來的匯流排事務，用於以後的離線分析。
理想情況下，匯流排監控器擷取並記錄通過1553資料匯流排傳送的所有訊息。然而，記錄繁忙資料匯流排上的所有事務可能是不切實際的，因此匯流排監控器經常會組態為事務紀錄子集，根基於應用程式提供的一些標準。
或者，匯流排監控器可以與備用匯流排控制器結合使用。這使得備用匯流排控制器呼叫成為活動匯流排控制時，能夠「調到正常執行」{{what}}。

匯流排硬體特徵

匯流排硬體包括：（1）電纜、（2）匯流排耦合器、（3）終端器、（4）連接器。

線纜

儘管MIL-STD-1553B規定資料匯流排應具有70至85歐姆之間的特性阻抗，但業界標準化為78歐姆。同樣，業界已普遍標準化雙芯電纜的特性阻抗為78歐姆。
MIL-STD-1553B沒有指定匯流排的長度。但是，匯流排的最大長度直接與電纜導體的規格和傳送訊號的時間延遲有關。較小的導體比較大的導體更易衰減訊號。1553B電纜的典型傳播延遲為每英尺1.6奈秒。因而，端到端100-英尺 bus（30-公尺） 將具有160奈秒的傳播延遲，其等於1553B訊號的平均上升時間。根據MIL-HDBK-1553A，當訊號的傳播延遲時間大於上升或下降時間的50%時，需要考慮傳輸線效應。該延遲時間與傳播的距離成比例。此外，必須考慮發射機和接收機之間的實際距離以及發射機和接收機的各個波形特性。
MIL-STD-1553B指定對於變壓器耦合的短截線，最長的stub長度為20英尺（6.1公尺），但可以超過。當沒有連接短截線，主母線看起來像一條無限長的傳輸線，沒有干擾的反射。短截線添加後，便會載入匯流排，並且與所產生的反射發生不匹配。由於反射引起的失配和訊號失真的程度是由短截線和端子輸入阻抗呈現的阻抗的函式。為使訊號失真最小化，期望短截線保持高阻抗，該阻抗反射回匯流排。但與此同時，阻抗必須保持較低，方能將足夠的訊號功率傳送到接收端。因此，為了達到指定的信噪比和系統誤碼率效能，需要在這些衝突要求之間進行權衡。（有關更多資訊，參閱MIL-HDBK-1553A）。

短截線

每個終端、遠端終端、匯流排控制器、匯流排監控器都是通過短截線連接到匯流排，短截線由與該匯流排本身相同類型的一段電纜形成。MIL-STD-1553B定義了將這些短截線耦合到匯流排的兩種方式：變壓器耦合的短截線和直接耦合的短截線。變壓器耦合的短截線對於它們的容錯和更好地匹配匯流排阻抗以及隨之而來的減少反射等是優選的。MIL-STD-1553B的附錄（10.5節，Stubbing）說明「優選的短截線方法是使用變壓器耦合短截線...這種方法提供了直流隔離，增加共模抑制，有效短截線加倍阻抗和整個短截線與終端的故障隔離好處。直接耦合的短截線...如果可能的話應該避免。直接耦合短截線不為其子系統外部的終端提供直流隔離或共模抑制。此外，子系統內部隔離電阻（通常在電路板上）和主匯流排結之間的任何短路故障將導致整個匯流排的故障。可以預期，當直接耦合短截線長度超過1.6英尺[0.5米]時，它將開始使主匯流排波形失真。」
使用變壓器耦合的短截線還可以為1553終端提供更好的防雷擊保護。在新的複合材料飛機中，隔離是更加關鍵的，其飛機外皮不再提供鋁蒙皮飛機那樣原生的法拉第遮蔽。
在變壓器耦合的短截線中，短截線電纜的長度不應超過 20英尺（6.1公尺），但如果安裝要求決定，這可能會超過。耦合變壓器的匝數比必須為1：1.41±3.0%。電阻R都必須具有0.75Zo±2.0%的值，其中Zo是1MHz處匯流排的特性阻抗。
在直接耦合短截線中，短截線電纜的長度不應超過1英尺，但如果安裝要求，也可能超過這個長度。隔離電阻R必須具有55歐姆±2.0%的固定值。

匯流排耦合器

遠端終端、匯流排控制器、匯流排監控器的短截線通常通過耦合盒連接到匯流排，其可以提供單個或多個短截線連接。它們提供所需的遮蔽（≥75%），對於變壓器耦合的短截線，包含耦合變壓器和隔離電阻。它們具有兩個通過匯流排饋電的外部連接器，以及一個或多個短截線連接的外部連接器。這些短截線連接器不應使用匹配的電阻端接，但在不使用時保留開路，必要時帶有遮蓋帽。匯流排連接器中的一個可以端接在匯流排耦合器物理地位於匯流排電纜的端部處，即通常認為在最後的匯流排耦合器和終端電阻器之間具有一定長度的匯流排電纜通常不是必須的。

電纜端接

匯流排的兩端，無論是包括一個耦合器還是一系列連接在一起的耦合器，都必須端接（根據MIL-STD-1553B）「一個電阻，等於所選電纜標稱特性阻抗（Zo）±2.0％」。這通常為78歐姆。電氣端接的目的是最小化可能導致波形失真的訊號反射的影響。如果不使用終端，則可能損害通訊訊號，導致中斷或間歇性通訊故障。

連接器

該標準未指定連接器類型及它們應如何連接，除了遮蔽要求等。在實驗室環境中通常使用同心雙插針卡口連接器。這些連接器有標準（BNC尺寸）、微型和亞微型尺寸。在軍用飛機實現中，MIL-DTL-5015和MIL-DTL-38999通常使用圓形連接器。

類似系統

DIGIBUS（或Digibus）是法國與MIL-STD-1553等效的標準，它在匯流排控制器、遠端終端、監控器、相同傳輸速度的概念上類似MIL-STD-1553，不同之處是DIGIBUS對資料與命令使用獨立的連結。
GJB289A是中國與MIL-STD-1553等效的標準，GOST R 52070-2003是俄羅斯/蘇聯與MIL-STD-1553等效的標準。

開發工具

在開發和故障排除MIL-STD-1553時，檢查硬體訊號對找到問題可能非常重要。具有解碼能力的邏輯分析儀、匯流排分析器或協定分析器對收集、分析、解碼和儲存訊號是很有用的工具，可以使工程師在之後檢視高速波形。