МКО (мультиплексный канал обмена), он же МКИО (мультиплексный канал информационного обмена), он же МПИ (магистральный последовательный интерфейс) – совокупность технических средств и правил, обеспечивающих обмен информацией между абонентами интерфейса последовательным кодом по общей информационной магистрали.
Изначально стандарт MIL-STD-1553B разрабатывался по заказу МО США для использования в военной бортовой авионике, однако позднее спектр его применения расширился, стандарт стал применяться и в гражданских системах. Принят в СССР в 1987 г. как ГОСТ 26765.52-87 и затем в РФ как ГОСТ Р 52070-2003 «Интерфейс магистральный последовательный системы электронных модулей». В таблице 1 приведены основные технические характеристики МКО.
Типовая структурная схема технических средств для организации данного интерфейса приведена на рисунке 1. Каналы обмена информацией, имеют шинную организацию. Есть одна общая магистраль, а к ней, через гальваническую развязку, подключаются абоненты, количество которых может достигать 31.
Рассматриваемый интерфейс предусматривает резервирование, то есть каждый из абонентов может быть подключен к двум каналам – основному и резервному, которые как канал A и канал B соответственно. Абоненты на магистрали подразделяются на три вида:
- КК – контроллер канала. Центральное устройство системы, отправляет командные слова (КС) и информационные данные остальным абонентам. На одной магистрали может быть только один КК.
- ОУ – оконечное устройство. Одно из 31-го периферийного устройства, ожидает командные слова от КК, обрабатывает их и отдает ответное слово (ОС) обратно на КК. Каждый из ОУ имеет уникальный адрес разрядностью 5 бит.
- М – монитор. Следит за информацией в канале. Собирает статистику и пр. Монитор безадресное устройство и не выдает в магистраль никакой информации, его можно сравнить с «черным ящиком» самолета.
Информация в мультиплексном канале передается с частотой 1 МГц. Сигналы передаются по магистрали в последовательной цифровой форме с применением кодово-импульсной модуляции. В качестве кода передачи должен быть использован биполярный фазоманипулированный код (Манчестер II). Единица передается как биполярный кодированный сигнал 1/0 (за положительным импульсом следует отрицательный импульс), а ноль передается как биполярный кодированный сигнал 0/1 (за отрицательным импульсом следует положительный импульс), то есть передача нулей и единиц определяется не уровнем, а переходом с уровня на уровень. Переход через нулевой уровень осуществляется в середине интервала времени, в течение которого передается информационный разряд.
Согласно стандарту этого протокола слова могут иметь три различных формата:
- командное слово (КС);
- информационное слово (ИС);
- ответное слово (ОС).
Каждое слово должно начинаться с сигнала пословной синхронизации (с синхросигнала) и иметь 17 информационных разрядов, включая разряд контроля по четности. Форматы слов должны соответствуют указанным на рисунке 3.
Командное слово передается от контроллера канала оконечному устройству. Командное слово содержит в себе адрес ОУ (Address Remote Terminal, ADDR RT), которому предназначена информация, субадрес (sub-address, SUBADDR) и сколько именно слов (N) будет передано на это ОУ или принято с него. Бит приема-передачи (Write-Read, WR) говорит о том, в каком направлении будут передаваться последующие за командным словом информационные слова. Если WR = 0, контроллер канала передает данные на оконечное устройство. Если WR = 1, контроллер канала принимает данные от оконечного устройства. Если командное слово содержит не субадрес, а признак команды (Command Indication, CI), то вместо количества слов передается команда (Command, COM).
Информационное слово содержит только данные разрядностью 16 бит и может передаваться как от контроллера канала к оконечному устройству, так и в обратном направлении.
Ответное слово передается оконечным устройством на контроллер канала. Оно необходимо для подтверждения того, что периферия приняла пакет. Для того чтобы контроллер канала знал, от кого пришло ответное слово, в нем содержится адрес ОУ. Остальные биты несут служебную информацию:
- A – признак ошибки в сообщении;
- B – инструментальный бит (позволяет мониторам отличать командные слова от ответных);
- C – запрос на обслуживание;
- X – зарезервировано, может использоваться по усмотрению разработчика;
- D – признак принятия групповой команды;
- E – признак занятости абонента;
- F – флаг неисправности абонента;
- G – признак принятия управления каналом;
- H – флаг неисправности.
В каждом из этих слов используется бит паритета (Parity, P). Бит паритета должен иметь такое значение, чтобы общее количество единиц в слове (за исключением синхросигнала) было нечетным.
ГОСТ Р 52070-2003. «Интерфейс магистральный последовательный системы электронных модулей».
Дайнеко Д. Разработка контроллера протокола MIL-STD-1553B на ПЛИС // Компоненты и технологии, № 12, 2013, с. 123-128.
Ермошин Н., Власов А., Ануфриев В., Комплексный подход к освоению интерфейсов ARINC-429 и МКИО // Компоненты и технологии, № 9, 2015, с. 123-128.
Работа с МКИО (MIL-STD-1553 или ГОСТ 52070-2003) // support.milandr.ru, 27.09.2022. Точный адрес статьи: https://support.milandr.ru/base/primenenie/programmirovanie-32-razryadnykh-mk/rabota_s_mkio_mil_std_1553_ili_gost_52070_2003/48398