数据总线标准规范

总线是一类信号线的集合是模块间传输信息的公共通道，通过它，计算机各部件间可进行各种数据和命令的传送。为使不同供应商的产品间能够互换，给用户更多的选择，总线的技术规范要标准化。

总线的标准制定要经周密考虑，要有严格的规定。总线标准(技术规范)包括以下几部分:

机械结构规范:模块尺寸、总线插头、总线接插件以及安装尺寸均有统一规定。

功能规范:总线每条信号线(引脚的名称)、功能以及工作过程要有统一规定。

电气规范:总线每条信号线的有效电平、动态转换时间、负载能力等。

总线一个操作过程是完成两个模块之间传送信息，启动操作过程的是主模块，另外一 个是从模块。某一时刻总线上只能有一个主模块占用总线。

总线的操作步骤:主模块申请总线控制权，总线控制器进行裁决。

数据传送的错误检查:主模块得到总线控制权后寻址从模块，从模块确认后进行数据传送。

总线定时协议:定时协议可保证数据传输的双方操作同步，传输正确。定时协议有三种类型:

同步总线定时:总线上的所有模块共用同一时钟脉冲进行操作过程的控制。各模块的所有动作的产生均在时钟周期的开始，多数动作在一个时钟周期中完成。

异步总线定时:操作的发生由源或目的模块的特定信号来确定。总线上一个事件发生取决前一事件的发生，双方相互提供联络信号。

总线定时协议

半同步总线定时:总线上各操作的时间间隔可以不同，但必须是时钟周期的整数倍，信号的出现,采样与结束仍以公共时钟为基准。ISA总线采用此定时方法。

数据传输类型:分单周方式和突发(burst)方式。

单周期方式:一个总线周期只传送一个数据。

数据传输类型:

突发方式:取得主线控制权后进行多个数据的传输。寻址时给出目的地首地址，访问第一个数据，数据2、3到数据n的地址在首地址基础上按一定规则自动寻址(如自动加1)。

1、总线的带宽(总线数据传输速率) 总线的带宽指的是单位时间内总线上传送的数据量，即每钞钟传送MB的最大稳态数据传输率。与总线密切相关的两个因素是总线的位宽和总线的工作频率，它们之间的关系:

总线的带宽=总线的工作频率*总线的位宽/8

2、总线的位宽

总线的位宽指的是总线能同时传送的二进制数据的位数，或数据总线的位数，即32位、64位等总线宽度的概念。总线的位宽越宽，每秒钟数据传输率越大，总线的带宽越宽。

3、总线的工作频率

总线的工作时钟频率以MHZ为单位，工作频率越高，总线工作速度越快，总线带宽越宽。

数据总线连接器(DBconnector)是一种用于连接串行和平行电缆到数据总线的连接器。数据总线连接器命名格式是DB-x，x代表连接器内电线的数量。每条线被连接到在连接器中的一个栓上，但是在很多情况下，不是所有的栓都被分配一个功能。数据总线连接器被各种EIA/TIA标准定义。是一类用于连接序列和平行电缆到一个数据总线的连接器。DB连接器在DB-x的格式下命名，其中x代表连接器内(线)的数量。每条线与连接器中的销钉相连，但是在许多情况下，不是所有的销钉都被分配功能。DB连接器有9,15,25,37和50销钉尺寸。DB连接器定义了连接器物理结构，而不是每条线的用途。例如，DB-9有9个销钉和被用于连接一个鼠标。DB-25有25个销钉和被用于连接一台打印机。

数据总线(DataBus)。规范了一个大的集成应用系统中同构系统、异构系统等方面进行数据共享和交换实现方法。 系统间数据交换标准

1.业务实体数据交换:各个子系统在架构分层上都有业务实体层，数据交换机制在业务实体层建立了一层对所有应用系统透明的层。子系统之间，无论其实现的具体技术方案是什么，都可通过业务实体层进行共享和交互，这也就建立了可在子系统间进行持续集成和业务扩展的结构，从而实现一个可扩展的完整的一体化信息系统。

2.WebService数据交换:是一种Web服务标准，Web服务提供在异构系统间共享和交换数据的方案，也可用于在产品集成中使用统一的接口标准进行数据共享和交换。

系统间数据交换方式

1.业务实体层的数据交换，这是同构子系统系统间最直接和最高效的交换方案。在同构子系统间通过定义数据对象接口层，通过DTO进行传输，或者直接在数据库中进行数据表的连接或访问，达到同构子系统间的数据共享和交换。例如征管系统内各个子系统间的数据共享和交换、业务系统和数据挖掘间的数据共享。

2.WebService数据交换，在异构子系统间，同时存在数据不集中的情况下，必须使用有效的技术手段来保证异构的数据共享和交换。WebService是基于Web的标准服务，其不受传输协议或硬件的限制，也不受子系统具体实现技术的限制。而且现在较先进完备的应用系统或产品都提供了基于WebService的集成接口。这就解决了异构子系统间的数据共享和交换。WebService也可以解决跨网络和行业系统的数据交换，这需要对方接口单位同样具备WebService服务。

3.格式化文件数据交换，它是与外部系统文件传输，业务上的内部系统和外部信息交换需求，要求提供相应的数据共享和交换技术机制。这类问题通常使用基于文件系统的技术方案解决，例如文件报送、文件交换等。可举例说明:税、库、银三者之间就存在实时和非实时的数据交换，这种交换优化的方案就是使用文件通过Socket进行交换。此类技术实现一般采用底层技术

使用一个以上数据总线，在子系统之间提供一条以上的数据通路，及双余度数据总线、三余度数据总线等等

ARINC 429数据总线 ARINC 429 data bus 一种一点到多点的单向广播传输数据总线。它定义了航空电子系统间数字数据交换规约（我国相对应的标准为HB 6096—86：SZ—01 数字信息传输系统）。图中示出该总线的拓扑结构，其中外场可更换单元（LRU）被连接到星形或者线性总线上，每条总线仅有一个发射器好多到20个接收器，每台终端按需要可采用多根总线。总线电缆为78Ω阻抗的双绞屏蔽线电缆，总线物理长度为91m，短截线长度为6.1m。采用异步通信方式，数据信息由自身具有定时能力的双极性归零编码逻辑提高，以12.5~14kHz和100kHz两种速率进行传输。基本信息单元式32位构成的字，字由5部分组成：8位标志符（定义数据类型），2位源/目标标示符，19位数据，2位标志/状态，1位奇偶校验。在消息传输过程中，每个字之间，由信息源插入至少4个位时的时间间隔，用作字同步，接收端利用此间隔检出每个32位字中的第一位，与接收电路同步，对信息编码。429总线简单，无需总线控制，可靠性和可维护性较好，被大型客机（如波音747、波音757、波音767、空客A300等）广泛采用。但随着民用飞机信息量的快速增长，其传输速率低、带宽有限，已不适用于复杂航空电子系统，需有ARINC 629总线等取代。

第1章 机载数据总线概述

1.1 民用机载数据总线

1.2 军用机载数据总线

1.3 机载数据总线简介

1.3.1 ARINC-429数据总线

1.3.2 商业标准数据总线(CSDB)

1.3.3 MIL-STD一15538数据总线

1.3.4 线性令牌传递数据总线(LTPB)

1.3.5 光纤分布式数据接口(FDDI)

1.3.6 可变规模互连接口(SCI)

1.3.7 全双工交换式以太网(AFDX)

1.3.8 机载数据总线对比

1.4 机载数据总线与计算机网络的区别

第2章 数据总线技术基础

2.1 总线的基本概念与操作

2.1.1 总线的基本概念

2.1.2 总线操作

2.2 数据传输方式

2.2.1 通信方式

2.2.2 串行与并行通信

2.2.3 同步与异步传输

2.2.4 多路共传

2.3 数据传输介质

2.4 数据编码

2.5 数据交换

2.5.1 线路交换方式

2.5.2 存储转发交换方式

2.5.3 交换方式的选择和比较

2.6 信道共享与访问控制

2.6.1 多路复用技术

2.6.2 竞争的介质访问方法

2.6.3 确定型访问控制方式

第3章 开放式网络体系结构与协议

3.1 OSI参考模型

3.1.1 模型层次划分的原则

3.1.2 OSI参考模型的结构

3.1.3 OSI参考模型的功能划分

3.2 物理层协议

3.3 数据链路层协议

3.3.1 数据链路层的功能

3.3.2 高级数据链路控制协议HDLC

3.3.3 数据链路层工作过程

3.4 网络层协议

3.4.1 网络层的基本功能

3.4.2 路由选择算法

3.4.3 流量控制

3.5 传输层协议

3.5.1 传输层的作用

3.5.2 传输层协议

3.5.3 传输层基本功能

3.6 高层协议

3.6.1 会话层

3.6.2 表示层

3.6.3 应用层

……

第4章 民用机载数据总线

第5章 ARINC-429总线控制器件及开发实例

第6章 ARINT-629数据总线及其接口设计

第7章 军用机载数据总线

第8章 1553B总线控制器件及开发实例

第9章 光纤分布式数据接口(FDDI)

第10章 可变规模互接口(SCI)

第11章 光纤通道(FC)

第12章 机载数据总线的仿真测试

第13章 先进机载数据总线AFDX

参考文献