摘 要：本文分析了商業標準數據總線CSDB的協議,并基于LabVIEW軟件建立了計算機與待測航空機載設備之間的CSDB總線通信,成功實現了基于CSDB總線的自動測試。　
引言
商業標準數據總線(Commercial Standard Digital Bus,以下簡稱CSDB總線)是由羅克威爾公司柯林斯通用航空電子分部制定的航空電子設備間互連的串行總線標準,被廣泛應用于客機、軍用運輸機等無線電設備之間的互聯通信。其廣泛應用為機載航空電子設備的可靠性提供了保障,卻為機載電子設備的測試和維修帶來了不便,維修或測試人員不能通過傳統測試設備,如示波器、萬用表等完成總線數據的測試,而必須借助相關產品聯測才能完成某一UUT(Unit Under Test)的測試。本文基于此需求,分析和研究了CSDB總線的協議,并介紹了通過計算機的RS-232串口及相應電平轉換電路,基于LabVIEW7.1軟件開發平臺實現的計算機與UUT的雙向通信。其中,支持通信的軟件實現是關鍵。

圖1 CSDB總線結構

CSDB總線協議簡介
CSDB總線體系結構的物理層規定了總線的機械特性和電氣特性;數據鏈路層給出了數據幀的定義以及數據幀之間的定時要求,并對總線連接的各種航空設備的參數做出了詳細的規定。
物理層
CSDB是單向廣播式異步串行總線標準,它可以構成單信源、多接收器的傳輸系統。總線數據采用NRZ編碼,全雙工差分方式傳輸。CSDB信號的數據格式與RS-232-C標準完全相同,都為異步串行通信格式,即：一個起始位、八個數據位、一個奇偶校驗位、一個停止位,其電氣標準為RS-422-A。
數據鏈路層
CSDB總線是面向字節的傳輸協議,固定長度的字節組成消息塊,再由一定長度的消息塊組合成幀,封裝在數據幀中的不同數據通過各自的地址字節加以區別,不同的數據幀之間通過同步消息塊分割。CSDB總線數據結構如圖1所示。
在圖1中,消息塊(Message Block)的第一個字節Byte 0稱為標識 (或地址),消息塊都是通過標識來區分的。消息塊的長度是固定不變的,為6字節。CSDB采用的是異步串行傳輸方式,通過起始位和停止位完成字節的位同步,因此,在編碼中不必帶有時鐘信息。幀同步通過識別同步消息塊6個字節的十六進制“A5”來實現,同步消息塊標識了每個數據幀的開始位置。
其中：t1=幀時間長=1/最大更新率
　　 t2=消息塊間隙時間長(無限制)
t3=總線空閑時間(最小11bit的時間)
　　 t4=字節間隙時長(無限制)
CSDB總線信號測試
測試原理
對CSDB總線信號進行測試,是先將CSDB信號電平轉換為和計算機適應的RS-232電平,再根據CSDB總線的規則,實現對控制信息的正確發送和實時反饋信息的正確接收,并根據需要,將有用信息提出送測試系統處理,完成對航空機載設備的自動化測試。具體步驟分為信號電氣轉換、通信同步、LabVIEW實現。

軟件設計中的關鍵問題及解決方法
(1) 發送數據幀結構多樣化解決方法
通過對系統中不同部品的實際測試發現,由于其互聯情況不同,相應部品控制碼的幀結構也不盡相同,同步字后跟1～4個控制消息塊不等,而在自動化測試系統中要求此通信軟件具有通用性。為此,將發送程序中控制消息塊接口設為最大(4個),當程序檢測到某一接口有數據輸入時就發送此數據,若沒有,則以相等長度的延時替代。這樣,在保證所有數據幀周期相同的情況下,滿足了不同部品控制碼的不同要求。
(2) 接收數據多重校驗
數據接收程序中,LabVIEW要求設置接收數據緩沖長度,程序在接收此長度數據后才能進行后續處理。實際程序運行后發現,如緩沖長度僅為一幀(24×8bit),接收數據有可能誤接收。為避免此情況,將緩沖長度設置為一幀字長的4～6倍,在接收到數據后,再根據同步字、標號等多重匹配原則進行驗證后將數據取出,再將4～6組數據相比較,如相同,則認為數據可信,如不相同,則認為數據不可信。
結語
作CSDB總線數據測試時,可以方便通過界面改變需要發送的數據,接收的數據也可實時顯示出來,便于測試分析。把此程序封裝成一個子函數模塊,可應用于某航空無線電自動測試系統中,基于對CSDB總線的收發控制,成功實現了VIR-32導航接收機、VHF-22 甚高頻電臺等相關產品的自動測試。■