MIL-STD-1553 - Définition

Introduction

La norme MIL-STD-1553 décrit un bus de communication série largement utilisé en avionique militaire, ainsi que dans des satellites. La première version de cette norme a été publiée en 1973 ; la version actuelle est la version MIL-STD-1553B et date de 1978.

Généralités

Un bus "1553" est un bus série.

• Il s'agit d'un bus multiplexé dans le temps.
• Son support physique est une paire torsadée blindée d'impédance caractéristique 78 ohms.
• La norme définit deux types de raccordement autorisés : "couplage long stub" ou "couplage direct".
• Les raccordements se réalisent à l'aide de transformateurs de couplage.
• Le standard définit la présence d'un câble "A" et d'un câble "B" afin d'assurer la redondance
• Le codage des informations est réalisé en "Manchester II bi-phase".
• Le niveau de tension en sortie de l'émetteur est inférieur à 10 V.
• La durée d'un bit est 1 µs.
• L'entité minimale transmise est 20 bits : 3 bits de synchronisation (par violation de code), 16 bits de données et un bit de parité.
• Le protocole est de type "maitre-esclave" : toutes les communications sont pilotées par un "Bus Controler" ou BC; les autres entités connectées sont des "Remote Terminal" ou RT.
• Le BC est souvent l'ordinateur de bord.
• Le BC peut être le RT d'un réseau plus important.
• Les RT sont les périphériques : instruments ou actionneurs.
• 31 RT peuvent être connectés sur un bus avec les adresses de 0 à 30. L'adresse 31 est réservé aux messages de diffusion générale dits "broadcast".
• Chaque RT est composé de 30 sous-adresses (SA).
• Le BC réalise le transfert par une commande soit BC-RT (envoi de données au RT ou "receive") soit RT-BC (récupération de données provenant du RT ou "transmit").
• Le BC peut aussi opérer des transferts RT-RT.
• Le BC peut également opérer des transferts de type "broadcast", avec un message ciblant tous les RT configurés pour accepter le "broacast". Ce type de transfert permet donc d'envoyer simultanément le même message à plusieurs RT.
• La commande de transfert indique combien de mots, de 16 bits, vont être transmis. Un maximum de 32 mots peuvent être transmis en un échange.
• Un mot de statut (ou SW) accompagne chaque échange.
• Outre les commandes de transferts, le BC peut émettre des commandes telle que "Synchronize", "Transmiter shutdown", "Build in test", etc.

Anecdotes

• Ce bus est utilisé dans le métro londonien
• L'adresse des RT est lue une seule fois lors de leur mise sous tension. Cette règle est la conséquence de pertes d'adresse survenues dans les premières version du bus. Ces pertes d'adresse étaient dues aux vibrations engendrées par l'usage des armes de bord sur des hélicoptères de combat.
• Ce bus est utilisé dans certains satellites de télécommunication et d'observation.

Atouts

Les atouts de ce bus sont:

• Il est déterministe
• Il est robuste aux perturbations
• Il est bien adapté à sa mission dans son environnement d'avionique même si, après 30 ans, il commence à montrer ses limites en termes de débit et d'adressage.
• Il est bien connu par les acteurs de l'électronique spécifique aux avions et engins spatiaux
• Il existe une gamme de composants durcis pour l'implanter : câbles, connecteurs, coupleur de bus, transformateurs de couplage, tranceiver, etc. Ces composants sont qualifiés pour des applications militaires ou spatiales. Ils supportent une plage de températures étendue et résistent aux radiations.
• Il existe un manuel définissant les modalités d'implantation, de qualification et de test : MIL-HDBK-1553.
• Il existe de nombreux outils de mise au point et de test.
• Il existe des noyaux de code VHDL, qualifiés, permettant d'implanter ce protocole dans des FPGA ou des ASIC avec des fonctions d'interface vers l'électronique du RT.