正隨著航空航天以及武器裝備電子信息化程度的日益提高,1553B總線的地位也日益突出,應用也越來越廣泛。作為當前航空航天電子設備首選的數據總線， 1553B 總線電纜網絡的可靠性直接影響到整個系統的正常運行，總線故障甚至會造成難以估計的損失，因此電纜網絡的生產加工、系統組裝前、使用維護等各環節的檢測是對使用1553B總線的整個系統可靠性的最基本的保障。

而如何對1553B總線系統的電纜網絡特性以及終端通訊協議進行全面有效的測試評估是長期以來的一個重要課題。

1  需求分析

傳統的1553B電纜網絡性能參數的全面測試，包含了靜態電氣性能測試、動態信號波形測試，需要用到萬用表、特性阻抗分析儀、示波器、信號發生器、絕緣耐壓測試儀等設備，整個測試過程十分繁瑣，對測試人員要求高，耗時相當長，效率極低。一種高度集成化的電纜測試系統，是集成了上述儀器儀表功能的智能化測試系統，整個過程全自動完成，無須人工干預，最終形成詳細的測試分析報告，可大大提高測試效和可靠性。

2 總體設計方案

為能夠適應內場和外場的測試場地以及運輸的方便，本系統采用一體化便攜型機箱結構，系統框圖如圖1所示。系統主要包括系統主控制處理單元，1553B總線測試專用單元，測量采集模塊，測試接口單元。

圖1高度集成化1553B電纜測試系統的組成

主控單元采用嵌入式平板電腦，其豐富的外設可滿足擴展各個系統模塊的要求，可安裝Windows XP操作系統。1553B總線測試專用單元基于FPGA設計，主板控制處理器、網絡測試用的1553B總線控制器全部集成在FPGA內部，集成度高，體積小，達到便攜式設計要求，實現信號激勵源以及1553B協議通訊等。數據采集模塊采用基于USB計，負責對總線上的數據信號的采集和對總線物理性能測量等，傳輸到主控單元進行分析處理。測試接口單元能實現被測網絡接入的的繼電器矩陣模塊，是線纜與總線測試專用單元的橋梁。

2  硬件設計

2.1 主控單元

主控單元采用的是嵌入式工業級平板計算機，搭載觸摸液晶顯示屏，可安裝Windows XP操作系統系統，具有多個USB、RS232、WLAN接口，為設計友好的人機交互界面提供了條件。

2.2 測量采集單元

測量采集單元選用的是基于USB接口的測量采集模塊，其中內部已固定嵌入USB型的數字示波器和USB型數字萬用表模塊，外部可根據需求擴展USB型或串口型通訊的測試設備，例如絕緣電阻測試儀、介質耐壓測試儀等。其中數字示波器具有以下性能，帶寬200MHz，采樣速率高達1 GS/s；支持2通道輸入；存儲深度為32Mpts；垂直分辨率8位；緊湊的便攜式結構；最大輸入CAT 130Vrms， 42Vpk。數字萬用表具有以下性能，分辨率位數為6為半，2線或4線的電阻測量，測量范圍位0-10MΩ。

2.3 總線測試單元

總線測試單元是基于FPGA設計，其主板的原理框圖如圖2所示。總線測試單元主板搭載的核心是一款大容量的FPGA，其中內嵌歐比特公司的高可靠嵌入式處理器S698 IP核作為主SOC，同時內部集成了電纜網絡測試和終端設備功能測試用的1553B總線控制器，配合外圍接口模塊，實現了USB 接口、RS232接口 、1553B 電纜網絡測試控制模塊以及1553B終端設備控制模塊的功能。其S698 IP核是一款可裁減的基于AMBA總線架構的內核，帶有豐富的外設，特點如下：