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摘 要： 通过对当前导弹发射装置各设备间通信方式的分析、研究并结合后续型号发展趋势对发射装置内部设备通信所提出的需求，搭建了采用控制总线、数据总线及422总线等不同总线相结合的导弹发射装置通信架构并对由此所带来的问题给出了解决方案。
关键词： 总线；导弹发射装置；通信架构
1引言
通过增加车载导弹数量提高地空导弹武器系统抗饱和攻击能力，牵引未来导弹发射装置的发展。以往基于RS-422点对点拓扑结构建立的通信架构限制了导弹数量的增加，制约了武器系统能力提升。为解决此问题，开展新型发射装置内部设备通信架构研究越来越有必要。
2当前系统网络拓扑结构分析
以往型号导弹发射装置的通信网络架构以控制器1为中心点，伺服控制器、航姿仪、显控组合、BIT记录设备、无线从站、控制器2等作为边界点组成星型网络，设备连接见图1。该构架中设备连线复杂，可靠性不高，可拓展性不强。当系统需要升级改造时，该架构需要重新设计，设计没有继承性并且不利于系统性能提升。
总线型网络拓扑结构具有灵活多变的特点，易于增加或减少设备数量，能够有效解决上述问题。
3 常见总线特点分析
3.1 1553B总线及其特点
1553B总线属指令/响应型总线可构建一种分布处理网络可挂接32个终端，所有终端共享一条消息通路。任一时刻网络中至多只有一个终端在发送消息，消息可以被所有终端接收，拓扑结构简单终端方便扩展。
总线传输码速率为1Mbps每条消息最多有32个字（每个字16位）[1]，传输时延短实时性强。
受导弹发射装置中各设备空间位置限制，总线与各设备间无法采用直接耦合方式连接只能采用变压器耦合方式，但此种方式连线复杂不适合发射装置内部通信网络。
3.2 CAN总线及其特点
CAN总线是一种多主串行总线，通信速率高达1Mbps。通信接口集中了协议的物理层和数据层可完成数据的成帧处理。
1553B与CAN总线的码速率均为1Mbps，拓扑结构类似，不同的是1553B总线实质是一种主从的轮询选择网络而CAN总线是一种多主站的总线网络。当CAN总线空闲时任何节点均可发送报文，发送具有最高优先权报文的节点获得总线访问权。一旦发生冲突则采用CSMA/CD的办法来解决冲突问题而不是1553B总线那样完全依靠总线控制器来实现数据流的仲裁，可见CAN总线非常适合于导弹发射装置内部设备之间通信。
3.3 Flex Ray总线及其特点
作为新一代总线Flex Ray具有通信速率高、可靠性强、拓扑结构灵活等特点[2、3]。采用两条独立的物理线路进行通信，每条线路的数据速率为10Mbps。
Flex Ray总线采用时间和事件触发相结合的方式进行通信。基于时分多址将一个通信周期分成了静态段、动态段、符號窗口和网络空闲时间4个时间段。在静态段内总线的节点和信息被分配给确定的时隙，在相应的时隙内它们具有访问总线的独占权，确保数据按规定的时间表进行传输。在动态段引入“微时隙”概念，在微时隙的时间内总线的访问具有唯一性，上述特点表明该总线可以作为控制器1与航姿仪、BIT记录设备等需要高速率传输总线的设备通信总线。
3.4 RS-422总线及其特点
RS-422采用平衡式差分数据传输方式进行通信，具有抗干扰能力强、通信速率高、通讯距离远等特点。最大传输速率高达10Mbps，最大传送距离300m，如果降低传送速率传送距离可以达到1200m。
考虑到导弹发射装置内部设备控制信息数据量较少，拟采用CAN总线作为控制总线。受通信速率限制，控制器1与航姿仪、无线从站及BIT数据记录之间通信拟采用Flex Ray总线，发射装置与控制器2之间的有线通信距离存在进一步扩大的趋势，拟采用RS-422总线，由此构建导弹发射装置新型通信系統架构见图2。
4 导弹发射装置新型通信系统架构关键问题分析
4.1 系统内部故障优先级分配问题
CAN总线标识符决定了信息传递的优先级及发送等待时间同时影响信息滤波的适用性、系统通讯结构的合理性和标识符使用的效率。根据系统作战过程将其分解为战斗准备阶段、发射准备阶段、火力实施阶段及撤收或阵地转换阶段。依据四个不同阶段中可能产生的故障模式，依据以下原则完成优先级分配。
a）所有指令数据及其应答，优先级最高；
b）所有用于控制模型计算的数据信息，优先级次之；
c）用于标定等信息，如初始标定、传递对准；
d）总线状态提示或错误提示信息、专送给测试设备记录的信息优先级最低。
4.2 伺服系统控制问题
某型号伺服系统根据控制器1定时传递的控制量及当前角度执行值校正运算得到控制量用于电机的运转方向及运转角速度从而实现位置调转和速度跟踪[3]。采用CAN总线后随动系统存在传递控制量不定时，在设备优先级设定时可以采取设定伺服控制器的优先级仅次于控制器1的策略来解决该问题。
4.3 “弹-架”分离问题
CAN总线应用场合中总线与子节点之间不存在位置空间上的变化，但对于发射装置与导弹而言两者之间存在“弹-架”分离问题。针对该问题，采取应用光电耦合器在弹架分离前期转换匹配电阻策略来解决该问题。
5结论
基于控制总线、高速数据总线的发射装置通信系统能够很好解决未来型号中导弹发射装置所面临的内部设备连线复杂、不易扩展等问题，针对应用总线后导弹发射装置产生的几个难点问题论文中给出的方案能够很好的解决上述问题。■
参考文献
[1]GJB/Z 209-2002数字式时分制指令/响应型多路传输数据总线应用手册.
[2]GJB 289A-97数字式时分制指令/响应型多路传输数据总线.
[3]余翔，谢长君，吴友宇.车载网络Flex Ray的研究与应用[J].电子元器件应用，2006.6.
关键词： 总线；导弹发射装置；通信架构
1引言
通过增加车载导弹数量提高地空导弹武器系统抗饱和攻击能力，牵引未来导弹发射装置的发展。以往基于RS-422点对点拓扑结构建立的通信架构限制了导弹数量的增加，制约了武器系统能力提升。为解决此问题，开展新型发射装置内部设备通信架构研究越来越有必要。
2当前系统网络拓扑结构分析
以往型号导弹发射装置的通信网络架构以控制器1为中心点，伺服控制器、航姿仪、显控组合、BIT记录设备、无线从站、控制器2等作为边界点组成星型网络，设备连接见图1。该构架中设备连线复杂，可靠性不高，可拓展性不强。当系统需要升级改造时，该架构需要重新设计，设计没有继承性并且不利于系统性能提升。
总线型网络拓扑结构具有灵活多变的特点，易于增加或减少设备数量，能够有效解决上述问题。
3 常见总线特点分析
3.1 1553B总线及其特点
1553B总线属指令/响应型总线可构建一种分布处理网络可挂接32个终端，所有终端共享一条消息通路。任一时刻网络中至多只有一个终端在发送消息，消息可以被所有终端接收，拓扑结构简单终端方便扩展。
总线传输码速率为1Mbps每条消息最多有32个字（每个字16位）[1]，传输时延短实时性强。
受导弹发射装置中各设备空间位置限制，总线与各设备间无法采用直接耦合方式连接只能采用变压器耦合方式，但此种方式连线复杂不适合发射装置内部通信网络。
3.2 CAN总线及其特点
CAN总线是一种多主串行总线，通信速率高达1Mbps。通信接口集中了协议的物理层和数据层可完成数据的成帧处理。
1553B与CAN总线的码速率均为1Mbps，拓扑结构类似，不同的是1553B总线实质是一种主从的轮询选择网络而CAN总线是一种多主站的总线网络。当CAN总线空闲时任何节点均可发送报文，发送具有最高优先权报文的节点获得总线访问权。一旦发生冲突则采用CSMA/CD的办法来解决冲突问题而不是1553B总线那样完全依靠总线控制器来实现数据流的仲裁，可见CAN总线非常适合于导弹发射装置内部设备之间通信。
3.3 Flex Ray总线及其特点
作为新一代总线Flex Ray具有通信速率高、可靠性强、拓扑结构灵活等特点[2、3]。采用两条独立的物理线路进行通信，每条线路的数据速率为10Mbps。
Flex Ray总线采用时间和事件触发相结合的方式进行通信。基于时分多址将一个通信周期分成了静态段、动态段、符號窗口和网络空闲时间4个时间段。在静态段内总线的节点和信息被分配给确定的时隙，在相应的时隙内它们具有访问总线的独占权，确保数据按规定的时间表进行传输。在动态段引入“微时隙”概念，在微时隙的时间内总线的访问具有唯一性，上述特点表明该总线可以作为控制器1与航姿仪、BIT记录设备等需要高速率传输总线的设备通信总线。
3.4 RS-422总线及其特点
RS-422采用平衡式差分数据传输方式进行通信，具有抗干扰能力强、通信速率高、通讯距离远等特点。最大传输速率高达10Mbps，最大传送距离300m，如果降低传送速率传送距离可以达到1200m。
考虑到导弹发射装置内部设备控制信息数据量较少，拟采用CAN总线作为控制总线。受通信速率限制，控制器1与航姿仪、无线从站及BIT数据记录之间通信拟采用Flex Ray总线，发射装置与控制器2之间的有线通信距离存在进一步扩大的趋势，拟采用RS-422总线，由此构建导弹发射装置新型通信系統架构见图2。
4 导弹发射装置新型通信系统架构关键问题分析
4.1 系统内部故障优先级分配问题
CAN总线标识符决定了信息传递的优先级及发送等待时间同时影响信息滤波的适用性、系统通讯结构的合理性和标识符使用的效率。根据系统作战过程将其分解为战斗准备阶段、发射准备阶段、火力实施阶段及撤收或阵地转换阶段。依据四个不同阶段中可能产生的故障模式，依据以下原则完成优先级分配。
a）所有指令数据及其应答，优先级最高；
b）所有用于控制模型计算的数据信息，优先级次之；
c）用于标定等信息，如初始标定、传递对准；
d）总线状态提示或错误提示信息、专送给测试设备记录的信息优先级最低。
4.2 伺服系统控制问题
某型号伺服系统根据控制器1定时传递的控制量及当前角度执行值校正运算得到控制量用于电机的运转方向及运转角速度从而实现位置调转和速度跟踪[3]。采用CAN总线后随动系统存在传递控制量不定时，在设备优先级设定时可以采取设定伺服控制器的优先级仅次于控制器1的策略来解决该问题。
4.3 “弹-架”分离问题
CAN总线应用场合中总线与子节点之间不存在位置空间上的变化，但对于发射装置与导弹而言两者之间存在“弹-架”分离问题。针对该问题，采取应用光电耦合器在弹架分离前期转换匹配电阻策略来解决该问题。
5结论
基于控制总线、高速数据总线的发射装置通信系统能够很好解决未来型号中导弹发射装置所面临的内部设备连线复杂、不易扩展等问题，针对应用总线后导弹发射装置产生的几个难点问题论文中给出的方案能够很好的解决上述问题。■
参考文献
[1]GJB/Z 209-2002数字式时分制指令/响应型多路传输数据总线应用手册.
[2]GJB 289A-97数字式时分制指令/响应型多路传输数据总线.
[3]余翔，谢长君，吴友宇.车载网络Flex Ray的研究与应用[J].电子元器件应用，2006.6.