condizionamento dei segnali e...
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Tecnologie dei Sistemi di Controllo per lTecnologie dei Sistemi di Controllo per l’’AeronauticaAeronautica G. MagnaniG. Magnani
Reti di comunicazioneReti di comunicazione (bus dati)(bus dati)
Tecnologie dei sistemi di controllo per lTecnologie dei sistemi di controllo per l’’AeronauticaAeronautica
Gianantonio Magnani
Molte immagini utilizzate nelle slide sono prese dai tutorial disponibili online sugli standard ARINC e MIL di
Tecnologie dei Sistemi di Controllo per lTecnologie dei Sistemi di Controllo per l’’AeronauticaAeronautica G. MagnaniG. Magnani
Architetture avioniche e bus datiArchitetture avioniche e bus dati
EsempioEsempio
Flap
MIL-STD 1553B (triplex)
ARINC 429
Dati aria Motore
Displaymultifunzione
GPS Radar...
Timone
Modulo gestione volo (FMM)
Modulo controllo volo (FCM)
MIL-STD 1553B
Tripla ridondanza
(con ridondanze)
Elevatore
...
Displaymultifunzione
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Comunicazioni digitaliComunicazioni digitali
Funzioni di un sistema di comunicazioni digitali Funzioni di un sistema di comunicazioni digitali --
Modello ISO/OSI)Modello ISO/OSI)
Rete
Collegamento
Fisico 1
2
3
Trasporto 4
Sessione 5
Presentazione 6
Applicazione 7
Collegamento fisicoNodo A
Rete
Fisico 1
2
3
Trasporto 4
Sessione 5
Presentazione 6
Applicazione 7
Nodo B
Protocollo di livello 2
Protocollo di livello 1
Protocollo di livello 3
Protocollo di livello 4
Protocollo di livello 5
Protocollo di livello 6
Protocollo di livello 7
Collegamento
Grande varietà
di bus dati (o reti di comunicazione)Es. ARINC 429, MIL-STD 1553B, AFDX, STANAG3910, e molti altriEs. FoundationFieldbus, Profibus, CANbus, MODbus, …Come si caratterizzano e differenziano?
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Comunicazioni digitali (Comunicazioni digitali (serialiseriali))
Collegamento fisicoCollegamento fisico
Topologie di retiNodo 1
Nodo 1Nodo 2
punto a punto (stella)
a bus lineare(multidrop)
d a isy -ch a in
N.0
Nodo 2
Nodo 3 Nodo 4
Nodo 1 Nodo 2
Nodo 3
Nodo 1 Nodo 2
Nodo 3 Nodo 4
hub bus linearecon hub
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Livello fisicoLivello fisico
Si occupa del trasferimento di bit su un canale di comunicazioneSi occupa del trasferimento di bit su un canale di comunicazione
• tipo di codifica elettrica del segnale logico;• tipo e funzione di ogni segnale di controllo;• livelli di tensione e corrente;• numero di conduttori;•
tolleranze massime e minime dei tempi di salita, commutazione,
ecc. dei segnali elettrici;•
tipo di collegamento (single ended
o differenziale), isolamento,
mezzi trasmissivi;•
caratteristiche meccaniche dei connettori, dei cavi, ed in
generale degli apparati.
Problematiche
Trasmissione seriale
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Livello fisicoLivello fisico
Mezzi trasmissiviMezzi trasmissivi
-
Cavi in rame (doppino piatto o intrecciato con o senza schermo, con uno o più
doppini in un solo schermo),
diametro dei fili da frazioni di mm2
a oltre 1 mm2.
- Cavi in rame, coassiali
-
Fibre ottiche -
massima insensibilità
ai rumori ma di costo elevato -
si utilizzano tendenzialmente quando non si può
farne a meno.
- Trasmissioni radio (presente/futuro)
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Livello fisicoLivello fisico
Tipo di codifica del segnale logico (bit)Tipo di codifica del segnale logico (bit)
1 0 0 1 1 0 1
NRZ
RZ
Manchester
dato
clock
Freq. <= bit rate
Freq. <= 0.5bit rate
10MHz=10Mbit/s
Codifica polare (es.±15V)
Segno della transizioneEvita trasmissione clock
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Livello fisico (comunicazioni seriali)Livello fisico (comunicazioni seriali)
Standard elettrici e meccanici per comunicazioni serialiStandard elettrici e meccanici per comunicazioni seriali
RS 232C (Recommended
Standard EIA fatto proprio da CCITT)
Definizione nel 1962 (RS-232) nel 1969 (RS-232C)evoluzioni più
recenti: RS-232D e RS-232E
Definisce: segnale elettrico, caratteristiche meccaniche del connettore (sub-D o vaschetta, a 25 pin), “pin-out”
Codifica polare inversa (−3÷−15 V per 1 e 3÷15 V per 0)
distanza max 15 m, velocità
di trasmissione max 20 kbit/s.
RS-232D e RS-232E: distanza e velocità: 115.2 kbit/s su un massimo di 3 m, 19.2 kbit/s su 30 m e 9.6 kbit/s su 60 m.
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Livello fisicoLivello fisico
Standard elettrici e meccanici per comunicazioni serialiStandard elettrici e meccanici per comunicazioni seriali
RS 232C (Recommended
Standard)
Uso tipico 3 fili: GND (ritorno comune), TXD (trasmissione dati)
e RXD (ricezione)Cavo (connessione null
modem): a 3 fili (minimo), oppure a 7 fili
AWG24 (0.22mm2) o AWG22 (0,34mm2), schermo per migliorare protezione contro disturbi elettrici, capacità
complessiva minore di
2500 pF
(tipico cond-cond
100 pF/m, cond-schermo
160 pF/m)
Con 7 fili: segnali di controllo (per regolare il flusso dei dati e/o per verificare la disponibilità
dell’apparato con cui si comunica): DTR
(Data Terminal Ready), DSR (Data Set Ready), CTS (Clear
To
Send) e RTS (Request
To
Send).
Connessione: punto a punto
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Livello fisicoLivello fisico
Standard elettrici e meccanici per comunicazioni serialiStandard elettrici e meccanici per comunicazioni seriali
RS 422
•
Prestazioni: velocità
115 kbit/s distanza fino a 1200 m, che si riduce a 12 m a 10 Mbit/s.•
Segnali elettrici di trasmissione/ricezione differenziali, più
immuni a disturbi di modo comune. • Codifica polare inversa (−1.5÷−5 V per 1 e 1.5÷5 V per 0)• Più
adatto del RS 232 all’ambiente industriale.
• Collegamento, sulla stessa linea, di un massimo di 10 ricevitori.• Cavi con imp. caratt. Z0=100Ω•
Un solo apparato trasmette e fino a 10 possono ricevere
contemporaneamente
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Livello fisicoLivello fisico
Standard elettrici e meccanici per comunicazioni serialiStandard elettrici e meccanici per comunicazioni seriali
RS 485• Molto diffuso• Può connettere fino a 32 trasmettitori e 32 ricevitori• Codifica polare• Trasmettitori non attivi in alta impedenza (tri-state)•
Tipica architettura multidrop
(collegamenti multipli
bidirezionali a bus)• prestazioni come RS 422•
realizzazione con 2 (trasmissione half-duplex) o 4 fili
(trasmissione full-duplex)•
comune l’uso in half-duplex
con protocolli di comunicazione ad
interrogazione• impedenza caratteristica cavo Z0=120 Ω
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Livello fisicoLivello fisico
ModalitModalitàà
di trasmissione asincronadi trasmissione asincrona
start bit bit 0 bit 1 bit n parità stop bit... ...
USART gestiscono la modalità
a/s scaricando la cpu
Il trasmettitore decide quando iniziare a trasmettereTrasmissione per carattere
Efficienza: caso 1s+5car+1s 5/7(bassa)
caso 1s+8car+1p+2s 8/12
Controllo del flusso dei dati (handshake
protocol)
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Livello fisicoLivello fisico
ModalitModalitàà
di trasmissione sincronadi trasmissione sincrona
L’informazione è
trasmessa a blocchi preceduti/seguiti da caratteri di inizio e fine blocco
start frameindirizzomittente
indirizzodestinatario checksum end framedati
Efficienza: n. bit dati / n. bit framepuò raggiungere il 97,7% con 255byte (prot. SDLC)bassa efficienza con pochi dati utili (numero minimo byte)Adatta per trasmettere quantità
elevate di dati/sec
Frame o trama
Gestita
da
USART / processori
dedicati
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Livello data link (o collegamento)Livello data link (o collegamento)
Si occupa di realizzare connessioni prive di errori fra coppie dSi occupa di realizzare connessioni prive di errori fra coppie di nodi i nodi della retedella rete
802.2802.3 802.4 802.5
LLC
MAC
livello 3
livello 1
LLC Logical
Link Control -
controllo del collegamento logicoMAC Medium Access Control -
controllo accesso al mezzo fisico
Standard IEEE
EthernetCSMA/CD
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Livello data linkLivello data link
Controllo accesso al mezzo fisico (allocazione del)Controllo accesso al mezzo fisico (allocazione del)
MAC sono stati definiti finora tre standard alternativi:• CSMA/CD (802.3)• Token-Bus
(802.4)
• Token-Ring
(802.5)• bus arbiter
o bus controller
CSMA/CD (Carrier
Sensing
Multiple Access / Collision
Detection)
• definito per Ethernet•
non è
in grado di garantire un limite superiore certo al ritardo di
risposta non ritenuto adatto per le applicazioni in
cui questo deve essere garantito•
velocità
molto elevata problema può essere poco
critico
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Livello data linkLivello data link
Controllo accesso al mezzo fisico (allocazione)Controllo accesso al mezzo fisico (allocazione)
Arbitro di bus• esempio: MIL-STD 1553B
Token-Bus• metodo di accesso sequenziale, ciclico e con priorità• reti a bus lineare•
I nodi si passano in sequenza “circolare”
(round-robin) il
“token” (gettone -
un codice particolare). Trasmette solo il nodo che possiede il “token”
(Struttura logica ad anello)
• Stazioni attive (master) e passive (slave)•
Il ritardo di risposta di ogni unità
ha un limite superiore
(worst-case) -
Si ha un tempo d’attesa inutile
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Livello data linkLivello data link
LLC LLC --
Controllo del collegamento logicoControllo del collegamento logico
• prepara i frame da trasmettere•
esegue il controllo del collegamento logico (collegamento
virtuale tra nodi al livello 2)
Protocollo HDLC (High Level
Data Link Control)
Protocollo Ethernet
Funzioni eseguite da integrati (USART -
ASIC Application
Specific
Integrated
Circuits) dedicati
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Ethernet: lo standard + diffusoEthernet: lo standard + diffuso
Sviluppata da Xerox nel 1976 -
rete più
usata nelle applicazioni per ufficio
Struttura
originale10Base5 (10 Mbit/s, banda
base, 500 m lunghezza
tratte): Thick
Ethernet -
backbone cavo
coassiale
da
1/2”
-
velocità: 10 Mbit/s
Evoluzione10Base2: Thin Ethernet (con tratte di lunghezza fino a 185 m). Usa il cavo coassiale sottile (5 mm di diametro). Daisy chain. Connettori BNC. Più
semplice da installare ed economica
Livello fisico e topologiaCodifica Manchester (sincronizzazione intrinseca dei clock)
EthernetEthernet
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EthernetEthernet
100BaseTX; Fast Ethernet 802.3u, per reti con concentratore (hub) e distanza massima da esso di 100 m (100 Mbps)
10BaseT: Twisted Pair Ethernet,
con concentratore (hub), topologia a “stella”
(tutti i nodi collegati punto-a-punto al
concentratore), distanza massima 100m. Connettore RJ45.
Gbit
Ethernet …
HUB: dispositivo elettronico che simula i segnali su un cavo Ethernet. Piccola scatola con prese RJ45.
Ethernet: lo standard + diffusoEthernet: lo standard + diffuso
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EthernetEthernet
Broadcast (tutti ricevono il messaggio trasmesso) bus (il mezzo di trasmissione è
unico)
Non viene confermata la ricezione del messaggio
Due doppini per trasmissione full duplex
Ogni trasmissione è
limitata in durata (essendo limitata la lunghezza di un messaggio)
Viene lasciato del tempo morto (idle) tra una trasmissione e l’altra, per consentire anche ad altri di accedere alla rete.
Ethernet: lo standard + diffusoEthernet: lo standard + diffuso
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Ethernet: lo standard + diffusoEthernet: lo standard + diffuso
EthernetEthernet
Livello data link
Frame Ethernet II (802.2)
PreamboloIndirizzo Indirizzo Frame check
dati CRCmittente
7 byte + SFDSFD = 01010111
destinatario
6 byte 6 byte 46-1500 byte 4 byte
Tipo
2 byte
Utilizzato dal protocollo TCP/IP (Internet)
Indirizzo fissato nel hardware (scheda d’interfaccia) dal costruttore - Se si cambia la scheda cambia l’indirizzo
Unico indirizzo -
diverso da quello di tutti gli altri -
per ogni dispositivoL’interfaccia ignora i pacchetti con indirizzo diverso dal proprio
(non
carica la cpu con questo test)
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Ethernet: lo standard + diffusoEthernet: lo standard + diffuso
Ethernet: non determinismo (del ritardo di risposta)Ethernet: non determinismo (del ritardo di risposta)
Esigenza di aumentare il determinismo della rete
Architettura a stella con unità
Switched
hub
(Sh) -
suddivisione della rete in segmenti e connessione dei segmenti mediante Sh
che scelgono il corretto instradamento dei dati sulla base del MAC address
Bande di comunicazione a 100 Mbit/ e 1 Gbit/sriducono i rischi di collisione
Ethernet con TCP/IP permette la visualizzazione dei dati con un browser e server web embedded
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AFDX AFDX (Airbus A380 e A400M)(Airbus A380 e A400M)
AFDX: AFDX: AvionicsAvionics
Full Duplex Full Duplex SwitchedSwitched
EthernetEthernet
Realizzazione proprietaria dello standard ARINC 664
Basato sullo standard IEEE 802.3 (allocazione bus)
banda di comunicazione a 10 Mbit/ o 100 Mbit/s
protocollo “speciale”
per assicurare comportamento deterministico e gestione della ridondanza
Componenti: collegamenti, switches, end systems
(nodi)
(http://www.acalmicrosystems.co.uk/whitepapers/sbs8.pdf?PHPSESSID=bd030f1b97f284d41
ec00cf1ea2d5226)
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AFDX AFDX (Airbus A380 e A400M)(Airbus A380 e A400M)
AFDX: AFDX: AvionicsAvionics
Full Duplex Full Duplex SwitchedSwitched
EthernetEthernet
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AFDX AFDX (Airbus A380 e A400M)(Airbus A380 e A400M)
End End SystemsSystems, , SwitchesSwitches, Full Duplex , Full Duplex ConnectionsConnections
Lo switch
ha
buffer per memorizzare i dati ricevuti e trasmessi e trasmette solo agli end system destinatari: le collisioni sono evitate!
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AFDX AFDX (Airbus A380 e A400M)(Airbus A380 e A400M)
End End SystemsSystems
e sistemi e sistemi avioniciavionici
Un computer, e un End System, possono gestire più
sistemi avionici
Per evitare “invasioni di campo”
tra i diversi sottosistemi nello stesso
computer si restringono gli spazi d’indirizzo e si limita l’allocazione della cpuI dati vengono scambiati attraverso porte
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AFDX AFDX (Airbus A380 e A400M)(Airbus A380 e A400M)
Porte di comunicazione tra End System e sistemi Porte di comunicazione tra End System e sistemi avioniciavionici
Le porte sono univocamente definite in tutta la rete
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AFDX AFDX (Airbus A380 e A400M)(Airbus A380 e A400M)
VirtualVirtual
Link Link ––
collegamenti virtuali da uno a picollegamenti virtuali da uno a piùù
puntipunti
Gli switch
trasmettono i frame Ethernet dall’ES sorgente ai soli ES destinatari
(collegamento virtuale da uno a più
punti come in ARINC 429)
Gli ES hanno un indirizzo univoco di 8 bit (Network ID) + 8 bit (Equipment
ID)
che viene inserito negli indirizzi (sorgente e destinatario) del
frame Ethernet
(MAC address)
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AFDX AFDX (Airbus A380 e A400M)(Airbus A380 e A400M)
VirtualVirtual
Link Link ––
trasmissione di dati da una porta ad altretrasmissione di dati da una porta ad altreGli indirizzi delle porte sono inseriti nei frame Ethernet (payload) trasmessi (indirizzi UDP/IP). Gli ES estraggono l’informazione sulla porta di destinazione
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AFDX AFDX (Airbus A380 e A400M)(Airbus A380 e A400M)
VirtualVirtual
linkslinks
Un ES può avere più
VL (su un unico collegamento fisico)
La frequenza di trasmissione può essere diversa per ogni VL e andare da 1/128 Hz a 1000 HzLimitando dimensioni dei pacchetti e scegliendo le frequenze opportunamente si evitano interferenze tra i VL
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AFDX AFDX (Airbus A380 e A400M)(Airbus A380 e A400M)
RidondanzaRidondanza
Due reti indipendenti, A e BGli ES trasmettono i pacchetti ad entrambe le retiAllo stesso modo ricevono i pacchetti doppi (dalle due reti)Gli ES eseguono funzioni di Integrity
checking
e Redundancy
management
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AFDX AFDX (Airbus A380 e A400M)(Airbus A380 e A400M)
Struttura dei messaggiStruttura dei messaggi
Possono accomodare i messaggi con label
standard ARINC 429
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ARINC 429 ARINC 429 (Mark 33 DITS)(Mark 33 DITS)
ARINC 429: specifica per le comunicazioni tra LRU commercialiARINC 429: specifica per le comunicazioni tra LRU commerciali(garantire intercambiabilit(garantire intercambiabilitàà
e interoperabilite interoperabilitàà
delle LRU di costruttori diversi)delle LRU di costruttori diversi)
•
Definisce•
Caratteristiche elettriche
•
Caratteristiche dei dati•
protocolli
•
Topologia•
Installato sulla maggior parte dei velivoli commerciali Airbus (310/320, 330/340), Boeing (727, 737, 747, 757, 767), MD 11, elicotteri Bell –
Agusta. Alta affidabilità
ARINC 629 sul Boeing 777 (> velocità, bidirezionale < numero fili)
(vedere tutorial ultima slide)Derivato da ARINC 419 del 1966
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ARINC 429 ARINC 429 (Mark 33 DITS)(Mark 33 DITS)
TopologieTopologie
Fino a 20 R collegati a un singolo T
Trasmissione unidirezionale (per Trasmettere e Ricevere si devono usare porte e cavi twistati
separati).
Necessità
di molti fili ma alta affidabilità
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AFDX AFDX –– ARINC 429ARINC 429
Copyright AIM GmbH
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ARINC 429 ARINC 429 (Mark 33 DITS)(Mark 33 DITS)
CavoCavo
Codifica bipolare con ritorno a zero (RZ) –
Livelli di tensione: 10, 0 e -10V (uscita T)
Cavo schermato e twistato
da 78 Ω
(singolo) Lmax
150ft (tipico)
Velocità
di trasmissione 12.5 o 100 Kbit/s
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ARINC 429 ARINC 429 (Mark 33 DITS)(Mark 33 DITS)
Formato di parola (32 bit)Formato di parola (32 bit)
Messaggi: per la maggior parte sono costituiti da una singola parola
P bit di paritàSSM info di stato (hardware/validità
del dato) dipendenti da
LABELLABEL identifica il tipo di dato trasmesso e i parametri ad esso associati (es. 310 ottale Present
Position Latitude, 312
Ground speed, 315 Wind speed)SDI Source Destination
Identifier
(per ricevitori multipli)
DATA può essere di diversi formati anche non standard
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ARINC 429 ARINC 429 (Mark 33 DITS)(Mark 33 DITS)
Ordine di trasmissione Ordine di trasmissione (da sinistra)(da sinistra)
Tipi di datiBinary: BNR notazione in complemento a dueBinary
Coded
Decimal
–
BCD
Discrete: combinazioni di BNR, BCD, o bit singoliProtocollo / formato per File transfer (trasmissione di più
di 21 bit)
Dati di manutenzione e acknowledge
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MILMIL--STDSTD--15531553MILMIL--STDSTD--1553B 1553B èè
una specifica di un una specifica di un DigitalDigital
Time Time DivisionDivision
CommandCommand//ResponseResponse
MultiplexedMultiplexed
Data BusData Bus
Dual
redundant
(due percorsi dei dati paralleli)BidirezionaleCodifica Manchester IITutte le comunicazioni iniziate da bus controller (allocazione bus)Tutti i nodi (terminali remoti) rispondono a comando del controller
Specifica•Operazioni e collegamenti dei terminali•Struttura e formati delle parole•Protocolli di comunicazione•Caratteristiche elettriche (hardware, topologia)
(vedere tutorial ultima slide)
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MILMIL--STDSTD--15531553Collegamenti punto a punto e a bus lineareCollegamenti punto a punto e a bus lineare
complessocostosovoluminoso
MIL-STD-1553A nel 1975
MIL-STD-1553B nel 1978per F16 e AH-64AStandard per integrazione piattaforme militari (+ Shuttle e Space Station)
Architettura federataCopyright AIM GmbH
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MILMIL--STDSTD--15531553Topologia e componenti hardwareTopologia e componenti hardware
Single level
(+ usato)
Bus Controller (BC)
Remote Terminal (RT)Fino a 31 RT, ciascuno che può avere fino a 31 sottoindirizzi
Bus Monitor (BM)
Più
BC possono essere presenti ma uno solo può essere attivo in ogni momento
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MILMIL--STDSTD--15531553Componenti hardwareComponenti hardware
Bus controllerDecide l’allocazione del bus e coordina il trasferimento di tutte le informazioni su di esso (metodo comando / risposta: BC invia un comando a un RT e questo risponde)
Remote Terminal (RT)Embedded
RT (sensore con “embedded”
I/F al bus) e stand alone
RT (I/F tra dispositivi esterni e 1553 bus)
Bus Monitor (BM)raccolta dati, usato per individuare problemi di funzionamento
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MILMIL--STDSTD--15531553Topologie Topologie multlivellomultlivello
Struttura gerarchica di bus. Bus di livello superiore: global bus, che controlla gli altri Copyright AIM GmbH
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MILMIL--STDSTD--15531553Componenti hardwareComponenti hardware
Bus dati in senso strettoLinea di trasmissione realizzata con doppino twistato
e schermato ed
un numero di “stubs”
di interfacciamento. Le linee sono sempre doppie ma i messaggi transitano su una sola decisa dal bus. Lunghezza non specificata
AccoppiamentoDiretto(lunghezzastub
< 3ft)
A trasformatoremigliore isolamento galvanicoMigliore reiezione di modo comune(lunghezza stub
<
20ft)
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MILMIL--STDSTD--15531553Componenti hardwareComponenti hardware
Copyright Condor Engineering
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MILMIL--STDSTD--15531553Trasmissione, codifica e sincronizzazioneTrasmissione, codifica e sincronizzazione
Codifica Manchester
Velocità: 1 Mbit/s (+-1000Hz, +-
100Hz in un secondo)Comunicazioni half-duplexBroadcast
Tensioni valide in ingresso a un RT tra 0.86 e 14V ppSpecificate le distorsioni massime dei segnali
Tecnologie dei Sistemi di Controllo per lTecnologie dei Sistemi di Controllo per l’’AeronauticaAeronautica G. MagnaniG. Magnani
MILMIL--STDSTD--15531553Messaggi e parole (20 bit)Messaggi e parole (20 bit)
I messaggi sono costituiti da command, data e status word
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MILMIL--STDSTD--15531553CommandCommand
wordword
E’
costituita da sync, indirizzo del RT, T/R bit, campo sottoindirizzo/modo, conteggio delle parole, parità
Indirizzo RT
5 bit = 31 indirizzi di terminali più
broadcast (11111)
SyncT/R bit = il ricevitore dovrà
trasmettere o ricevere
Conteggio parole
= numero parole (data word) che il ricevitore dovrà
trasmettere o ricevere
Sottoindirizzo
= uso specifico per stand alone terminal (subindirizzo)
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MILMIL--STDSTD--15531553
Data wordData wordE’
costituita da sync, dato, parità
SyncDato = 1 bit
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MILMIL--STDSTD--15531553
E’
costituita da sync, indirizzo del RT, informazioni di errore ed altro
Alcuni comandi (come quelli trasmessi broadcast) non prevedono risposta di status
Status wordStatus wordSono trasmesse da ogni RT in risposta ai comandi e contengono informazioni di stato, errori, ecc del RT o dei messaggi scambiati
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MILMIL--STDSTD--15531553MessaggiMessaggi
Composti da command
e status word e data word. Trasmissione sempre decisa da BC. 10 tipi di messaggi di cui i tre principali
sono:
** response
time –
da 4 a 12 µs
Status word trasmesso da un RT in risposta ad ogni comando
Allocazione bus e controllo logico del link eseguiti con word e messaggi – Gli RT verificano la correttezza “sintattica”
di parole e messaggi
# intermessage
gap –
4 µs
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MILMIL--STDSTD--15531553Funzioni di elaborazione dei terminali (livello fisico)Funzioni di elaborazione dei terminali (livello fisico)
Ricevitore e trasmettitore analogico•
Interfaccia o front end verso il bus –
include trasformatore e
resistori•
Come ricevitore filtra rumore, squadra il segnale, produce uscita
digitale per il decoder•
Come trasmettitore pilota il segnale Manchester bifase, cessa la
trasmissione dopo max
800 µs
Encoder / decoder-Decoder (in ricezione):
dal segnale squadrato estrae sincronismo,
dati e parità, identifica tipo di parola-Encoder (in trasmissione): prepara le parole e controlla lo stadio finale di uscita
Encoder e decoder sono realizzati in un unico integrato
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MILMIL--STDSTD--15531553Funzioni di elaborazione dei terminali (livello fisico)Funzioni di elaborazione dei terminali (livello fisico)
Copyright Condor Engineering
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MILMIL--STDSTD--15531553Funzioni di elaborazione dei terminali (livello data link)Funzioni di elaborazione dei terminali (livello data link)
Processore di messaggi•
in ricezione decodifica la command
word, verifica l’indirizzo,
verifica la corretta lunghezza del messaggio, estrae i dati•In trasmissione prepara i messaggi
Interfaccia verso l’host(trasferimento dati seriale, parallelo, DMA)
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STANAG3910 STANAG3910 ((EFAbusEFAbus))
Il bus dellIl bus dell’’EFA (EFA (EuropeanEuropean
Fighter Fighter AircraftAircraft))
Aggiunge allaMIL-STD 1553B da 1 Mbit/s dual
redundant
Low Speed
(LS)
un High Speed
(HS) bus su fibra ottica a 20 Mbit/s.
(vedere tutorial www.aim-online.com)
Concepito•Come evoluzione della 1553B per soddisfare esigenze di elevate velocità
di trasmissione
•Per mantenere l’affidabilità
della 1553B•Per mantenere un protocollo deterministico Master/slavein attesa di un vero High Speed
Data Bus (o Data Network) per l’avionica
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STANAG3910 STANAG3910 ((EFAbusEFAbus))
Il bus dellIl bus dell’’EFA (EFA (EuropeanEuropean
Fighter Fighter AircraftAircraft))
Il bus LS controlla e comanda lo HS mediante ‘Action Words’
inviate sul LS bus –
Nel EFA2000 utilizzano il sottoindirizzo 11010 (26)
Fino a 31 RT con doppio collegamento (opz)
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STANAG3910 STANAG3910 ((EFAbusEFAbus))
Il bus dellIl bus dell’’EFA (EFA (EuropeanEuropean
Fighter Fighter AircraftAircraft))
Livello fisico High Speed
BusFibra ottica per eliminare interferenze elettromagneticheDiverse soluzioni realizzative
(un esempio in figura)
Copyright AIM GmbH
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STANAG3910 STANAG3910 ((EFAbusEFAbus))
Il bus dellIl bus dell’’EFA (EFA (EuropeanEuropean
Fighter Fighter AircraftAircraft))
Livello fisico HS bus –
soluzione EFA2000
Copyright AIM GmbH
•
Wavelength
770…850 nm•
Transmitter
Output -0.5
+/-
3.5dbm (peak)•
Receiver
Sensitivy
-
37
dbm
(peak)•
Bit Error
Rate < 10 –10
•
Fibre 200/280 μm, step index, numerical
aperture 0.24
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TutorialTutorial
http://digilander.libero.it/LeoDaga/Corsi/AD/Documenti/ARINCTutorial .pdf
http://microsat.sm.bmstu.ru/e-library/military%20standatds/MIL-STD- 1553Tut.pdf
http://www.acalmicrosystems.co.uk/whitepapers/sbs8.pdf?PHPSESSID= bd030f1b97f284d41ec00cf1ea2d5226
Altri tutorial si trovano agli indirizzi www.aim-online.com
e http://www.ge-ip.com/library/whitepapers/page/1
Tutorial di alcuni dei più
importanti avionics
data bus o avionics data networks, rispettivamente ARINC 429, MIL-STD-1553 e ARINC
664, si trovano ai seguenti indirizzi web (di Condor Engineering)