DIN EN 16603-50-13-2014 Space engineering - Interface and communication protocol for MIL-STD-1553B data bus onboard spacecraft English version EN 16603-50-13 2014《航天工程 机载航天器上MIL-ST.pdf

1、Dezember 2014DEUTSCHE NORM DIN-Normenausschuss Luft- und Raumfahrt (NL)Preisgruppe 31DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 49.140!%Englische Fassung EN 16603-50-1

2、3:2014Space engineering Interface and communication protocol for MIL-STD-1553B data bus onboard spacecraft;English version EN 16603-50-13:2014Ingnierie spatiale Interface et protocole de communication pour de bus de donnes embarqu MIL-STD 1553B;Version anglaise EN 16603-50-13:2014Alleinverkauf der N

3、ormen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 106 SeitenDIN EN 16603-50-13:2014-12 2 Nationales Vorwort Dieses Dokument (EN 16603-50-13:2014) wurde vom Technischen Komitee CEN/CLC/TC 5 Raumfahrt“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom DIN (Deutschland) gehalten wird. Das zustndige

4、 deutsche Normungsgremium ist der Arbeitsausschuss NA 131-10-01 AA Interoperabilitt von Informations-, Kommunikations- und Navigationssystemen“ im DIN-Normenausschuss Luft- und Raumfahrt (NL). Dieses Dokument (EN 16603-50-13:2014) basiert auf ECSS-E-ST-50-13C. Dieses Dokument enthlt unter Bercksicht

5、igung des DIN-Prsidialbeschlusses 1/2004 nur die englische Originalfassung von EN 16603-50-13:2014. Dieses Dokument wurde speziell zur Behandlung von Raumfahrtsystemen erarbeitet und hat daher Vorrang vor jeglicher Europischer Norm, da es denselben Anwendungsbereich hat, jedoch ber einen greren Gelt

6、ungsbereich (z. B. Luft- und Raumfahrt) verfgt. DIN EN 16603-50-13:2014-12 3 Nationaler Anhang NA (informativ) Begriffe und Abkrzungen 3 Begriffe und Abkrzungen 3.1 Begriffe aus anderen Normen Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach ECSS-S-ST-00-01. 3.2 Begriffe zur vorliegenden N

7、orm 3.2.1 Meldung 1553 Austausch der Datenverbindungsschicht, wie in MIL-STD-1553B festgelegt 3.2.2 Kommunikationsgert Ausrstung oder Bestandteil, die/das mit einem MIL-STD-1553B-Bus verbunden ist und Kommunikations-funktionen als Bus-Steuerung, rechnerfernes Endgert oder Bus-Monitor bereitstellt AN

8、MERKUNG Kommunikationsgerte sind Bausteine der 1553-Bezugsarchitektur, die unter 4.3.1 beschrieben ist. 3.2.3 Kommunikationsrahmen CF (en: communication frame) Zeitabschnitt, der durch zwei, auf den Kommunikationsrahmen bezogene Synchronisierungsmeldungen begrenzt wird ANMERKUNG Die CF-Verwendung is

9、t unter 4.4.2.2 und 4.5.3 (informativ) beschrieben und in 8.3 Kommunikations-synchronisierungsdienst (normativ) spezifiziert. 3.2.4 Datenbussystem Busnetzwerk und Kommunikationsgerte, die ein autonomes Ganzes bilden, durch das ein Informations-austausch ausgefhrt werden kann 3.2.5 Meldung siehe Meld

10、ung 1553, 3.2.1 3.2.6 Zeitsynchronisierungszyklus durch zwei Zeitsynchronisierungsmeldungen begrenzter Zeitabschnitt ANMERKUNG Die Verwendung der Zeitsynchronisierungsmeldung ist unter 4.5.2 (informativ) beschrieben und durch 8.2.2. Zeitsynchronisierung festgelegt. DIN EN 16603-50-13:2014-12 4 3.3 A

11、bkrzungen Die folgenden Abkrzungen wurden im Rahmen dieser Norm festgelegt und verwendet: Abkrzung Bedeutung ADC Datenerfassungszhler (en: acquisition data counter) AOCS Lage- und Bahnregelungssystem (en: attitude and orbit control system) API Schnittstelle zur Anwendungsprogrammierung (en: applicat

12、ion programming interface) ATC Besttigung des Erfassungstransfers (en: acquisition transfer confirmation) ATR Erfassungstransferauftrag (en: acquisition transfer request) BC Bus-Steuerung (en: bus controller) BM Bus-Monitor (en: bus monitor) CCSDS Beratender Ausschuss fr Raumfahrtdaten-Systeme (en:

13、Consultative Committee for Space Data Systems) CF Kommunikationsrahmen (en: communication frame) CUC ungeteiltes CCSDS-Zeitformat (en: CCSDS unsegmented time code) CW Befehlswort (en: command word) DDC Verteilungsdatenzhler (en: distribution data counter) DHS Datenverarbeitungssystem (en: data handl

14、ing system) DLL Datenverbindungsschicht (en: data link layer) DTD Verteilungstransfer-Deskriptor (en: distribution transfer descriptor) DW Datenwort (en: data word) ECSS Europische Kooperation fr Raumfahrtnormung (en: European Cooperation for Space Standardization) FDIR Ausfallerkennung, Isolierung

15、und Wiederherstellung (en: failure detection, isolation and recovery) GND Erde (en: ground) GNSS Satellitensystem zur globalen Navigation (en: global navigation satellite system) H/W Hardware (en: hardware) ID Identifizierung (en: identification) I/F Schnittstelle (en: interface) I/O Eingabe/Ausgabe

16、, Eingang/Ausgang (en: input/output) ISO Internationale Organisation fr Normung (en: international organization for standardization) LSB niedrigstwertiges Bit (en: least significant bit) MSB hchstwertiges Bit (en: most significant bit) N nominell (en: nominal) N/A nicht anwendbar (en: not applicable

17、) NC nicht verbunden (en: not connected) OBC Bordcomputer (en: on board computer) OBT Bordzeit (en: on board time) PDU Protokolldateneinheit (en: protocol data unit) DIN EN 16603-50-13:2014-12 5 PUS Standard fr die Verwendung von Datenpaketen (en: packet utilization standard) R redundant RD Bezugsdo

18、kument (en: reference document) RT rechnerfernes Endgert (en: remote terminal) SA Unteradresse (en: sub-address) SDBP Datenbusprotokoll eines Raumfahrzeugs (en: spacecraft data bus protocol) SOIS bordeigene Schnittstellendienste des Raumfahrzeugs (des CCSDS) (en: spacecraft onboard interface service

19、s (from CCSDS) SYNCH Synchronisierungssignal fr das Datenbussystem (en: data bus system synchronization signal) T Datenbusabschluss (en: data bus termination) TBC zu besttigen (en: to be confirmed) TBD festzulegen (en: to be defined) TBW zu schreiben (en: to be written) TC Fernsteuerung (en: telecom

20、mand) TM Telemetrie (en: telemetry) TM/TC Telemetrie/Fernsteuerung (en: telemetry/ telecommand) TSC Zyklus der zeitlichen Synchronisierung (en: time synchronization cycle) UML vereinheitlichte Modellierungssprache (en: unified modelling language) DIN EN 16603-50-13:2014-12 6 3.4 Konventionen 3.4.1 K

21、onvention zur Bit-Nummerierung Das hchstwertige Bit eines n-bit-Feldes ist: das mit 0 (Null) nummerierte Bit; das erste bertragene Bit, und das am weitesten links stehende Bit eines Formatdiagramms. Das niedrigstwertige Bit eines n-bit-Feldes ist: das mit n1 nummerierte Bit; das letzte bertragene Bi

22、t, und das am weitesten rechts stehende Bit eines Formatdiagramms. Diese Konvention wird in Bild 3-1 dargestellt. Bild 3-1 Konvention zur Bit-Nummerierung 3.4.2 Konvention zur Unteradresse SA nT steht fr Unteradresse #n, Transmit, wohingegen SA nR fr Unteradresse #n, Receive, steht. EUROPEAN STANDAR

23、D NORME EUROPENNE EUROPISCHE NORM EN 16603-50-13 September 2014 ICS 49.140 English version Space engineering - Interface and communication protocol for MIL-STD-1553B data bus onboard spacecraft Ingnierie spatiale - Interface et protocole de communication pour de bus de donnes embarquMIL-STD 1553B Ra

24、umfahrttechnik - Schnittstellen und Kommunikationsprotokoll fr MIL-STD-1553B Datenbusse in Raumfahrzeugen This European Standard was approved by CEN on 1 March 2014. CEN and CENELEC members are bound to comply with the CEN/CENELEC Internal Regulations which stipulate the conditions for giving this E

25、uropean Standard the status of a national standard without any alteration. Up-to-date lists and bibliographical references concerning such national standards may be obtained on application to the CEN-CENELEC Management Centre or to any CEN and CENELEC member. This European Standard exists in three o

26、fficial versions (English, French, German). A version in any other language made by translation under the responsibility of a CEN and CENELEC member into its own language and notified to the CEN-CENELEC Management Centre has the same status as the official versions. CEN and CENELEC members are the n

27、ational standards bodies and national electrotechnical committees of Austria, Belgium, Bulgaria, Croatia, Cyprus, Czech Republic, Denmark, Estonia, Finland, Former Yugoslav Republic of Macedonia, France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Lithuania, Luxembourg, Malta, Netherl

28、ands, Norway, Poland, Portugal, Romania, Slovakia, Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland, Turkey and United Kingdom. CEN-CENELEC Management Centre: Avenue Marnix 17, B-1000 Brussels 2014 CEN/CENELEC All rights of exploitation in any form and by any means reserved worldwide for CEN national Members an

29、d for CENELEC Members. Ref. No. EN 16603-50-13:2014 EEN 16603-50-13:2014 (E) 2 Table of contents Foreword 7 1 Scope . 8 2 Normative references . 10 3 Terms, definitions and abbreviated terms 11 3.1 Terms from other standards 11 3.2 Terms and definitions to the present standard 11 3.3 Abbreviated ter

30、ms. 12 3.4 Conventions 13 3.4.1 Bit numbering convention 13 3.4.2 Sub-address convention . 13 4 Overview 14 4.1 Context . 14 4.2 Approach 14 4.3 Reference architecture . 15 4.3.1 Communication devices architecture . 15 4.3.2 Mapping on CCSDS/SOIS sub-network layer 15 4.3.3 Service model . 17 4.3.4 1

31、553 bus topology . 18 4.4 1553 bus scheduling aspects 19 4.4.1 Bus profiling and scheduling . 19 4.4.2 Bandwidth pre-allocation . 21 4.4.3 Implementation of the bus profile 23 4.5 Description of services 25 4.5.1 Overview . 25 4.5.2 Time service 27 4.5.3 Communication Synchronization service . 31 4.

32、5.4 Distribution and acquisition: Set and Get Data services 34 4.5.5 Data Block Transfer service 41 4.5.6 Terminal Management services 49 DIN EN 16603-50-13:2014-12 EN 16603-50-13:2014 (E) 3 5 Physical Layer requirements . 50 5.1 Overview 50 5.2 General . 52 5.3 Data bus characteristics 52 5.4 Termi

33、nal characteristics 52 5.5 Connectors . 53 5.5.1 General . 53 5.5.2 Pin allocation for 15-pin . 54 5.5.3 Pin allocation for remote terminal nominal bus 54 5.6 Transmission method . 55 6 Data Link Layer requirements . 56 6.1 General . 56 6.2 Data Words and Messages . 56 6.2.1 Data word format 56 6.2.

34、2 Messages . 58 6.3 Terminal operation 59 6.4 Subaddress usage 59 6.5 Message retries 59 7 Services definition 61 7.1 Time service . 61 7.1.1 TimeData primitive 61 7.1.2 TimeSynchronize primitive 62 7.2 Communication Synchronization service 63 7.2.1 CommunicationSynchronize primitive 63 7.3 Set Data

35、 service . 64 7.3.1 SendData primitive 64 7.3.2 ReadStatus primitive . 66 7.4 Get Data service . 67 7.4.1 ReceiveData primitive . 67 7.4.2 ReadData primitive 69 7.5 Data Block Transfer Service . 69 7.5.1 SendData primitive 69 8 Protocol specification 71 8.1 Overview 71 8.2 Time service . 71 8.2.1 Ti

36、me Data primitive . 71 DIN EN 16603-50-13:2014-12EN 16603-50-13:2014 (E) 4 8.2.2 Time Synchronize primitive . 72 8.3 Communication Synchronization service 74 8.3.1 Requirements when the Time Synchronization service is implemented. 74 8.3.2 Requirements when the Time Synchronization service is not Im

37、plemented . 75 8.3.3 BC Requirements for Accurate Message Transfer (optional) . 76 8.4 Set Data service . 77 8.4.1 BC requirements . 77 8.4.2 RT Requirements 77 8.5 Get Data service . 77 8.5.1 BC requirements . 77 8.5.2 RT requirements . 78 8.6 Data Block Transfer service 78 8.6.1 Data Distribution

38、requirements (BC to RT transfer) . 78 8.6.2 Data Acquisition requirements (RT to BC transfer) 83 8.7 Terminal Management services 89 8.7.1 RT monitoring . 89 8.7.2 RT Health data word definition 90 8.7.3 Terminal configuration commands 91 8.7.4 Data wrap around . 92 9 Test and verification . 93 9.1

39、Test specification 93 9.2 Tests traceability . 93 9.3 Test references . 93 Annex A (informative) Tailoring guidelines . 94 A.1 Scope . 94 A.2 Tailoring options and parameters 94 A.2.1 Overview . 94 A.2.2 Step 1: Function and service selection 94 A.2.3 Step 2: Services configuration . 94 Annex B (inf

40、ormative) Unreferenced requirements in MIL-STD-1553B 99 Bibliography . 100 Figures Figure 3-1: Bit numbering convention . 13 Figure 4-1: Architecture of typical communication devices with MIL-STD-1553B I/F . 16 DIN EN 16603-50-13:2014-12 EN 16603-50-13:2014 (E) 5 Figure 4-2: CCSDS/SOIS communication

41、 stack architecture 16 Figure 4-3: Service model 17 Figure 4-4: 1553 Bus topology 18 Figure 4-5: Examples of 1553 bus redundancy scheme . 19 Figure 4-6: Process of Bus Profiling . 20 Figure 4-7: Example of synchronous access (pre-allocated, populated) . 22 Figure 4-8: Examples of asynchronous access

42、 (pre-allocated, unpopulated) . 22 Figure 4-9: Typical implementation of 1553 messages sequence on BC 23 Figure 4-10: Typical communication frame decomposition on BC 24 Figure 4-11: Services dependencies 26 Figure 4-12: Time Service steps . 28 Figure 4-13: Time Service 29 Figure 4-14: Time distribut

43、ion and synchronization . 30 Figure 4-15: Communication Synchronization scenarios 31 Figure 4-16: Communication Synchronization 32 Figure 4-17: Communication Frame duration adjustment methods . 33 Figure 4-18: Set Data service . 36 Figure 4-19: Get Data service. 39 Figure 4-20: Data Distribution Tra

44、nsfer, BC to RT. . 45 Figure 4-21: Data Distribution timing with Best Effort QoS 45 Figure 4-22: Data Distribution timing with Verified Length QoS 46 Figure 4-23: Data Acquisition Transfer, RT to BC . 47 Figure 4-24: Data Acquisition timing with Best Effort QoS 48 Figure 4-25: Data Acquisition timin

45、g with Verified Length QoS . 48 Figure 5-1: Bus connectors for separated BCs or RTs . 50 Figure 5-2: Bus connectors for integrated BCs or RTs . 51 Figure 5-3: Bus connectors for separated BCs or RTs connected to dual buses 51 Tables Table 5-1: Pin allocation for 15-pin Bus Controller 1553 Bus Connec

46、tor . 53 Table 5-2: Pin allocation for 15-pin Remote Terminal 1553 Bus Connector 53 Table 5-3: Pin allocation for 9-pin Bus Controller or Remote Terminal 1553 Bus Connector 54 Table 5-4: Pin allocation for Remote Terminal nominal bus 55 Table 6-1: Subaddress allocation . 60 Table 7-1: TimeData primi

47、tive definition . 61 Table 7-2: TimeSynchronize primitive definition 62 Table 7-3: CommunicationSynchronize primitive definition . 63 DIN EN 16603-50-13:2014-12 EN 16603-50-13:2014 (E) 6 Table 7-4: SendData primitive definition with predefined transfers (Type I) 64 Table 7-5: SendData primitive defi

48、nition with pre-allocated bandwidth (Type II) . 65 Table 7-6: ReadStatus primitive definition 66 Table 7-7: ReceiveData primitive definition with predefined transfers (Type I) 67 Table 7-8: ReceiveData primitive definition with pre-allocated bandwidth (Type II) . 68 Table 7-9: ReadData primitive def

49、inition . 69 Table 7-10: SendData primitive definition for the Data Block Transfer Service . 70 Table 8-1: Time Message data words, CCSDS CUC format . 72 Table 8-2: Communication Frame Synchronization Message Data Word . 75 Table 8-3: Layout of the Distribution Transfer Descriptor (BC to RT, SA 27R) 78 Table 8-4: Layout of the Distribution Transfer Confirmation (BC to RT, SA 27T) 82 Table 8-5: Layout of the Acquisition Transfer Confirmation, ATC (BC to RT, SA 28R) . 85 Table 8-6: Layout of the Acquisition Transfer Req