导言
飞机配电体系的功用是完结飞机电能的运送、分配及维护操控。跟着航空、电子以及核算机技术的高速开展，机载设备的数量大幅添加，供电体系容量迅速增长[1]，飞机配电体系逐渐向着以通讯总线为根底的主动配电体系开展。RS485 总线以其协议简略、装备灵敏等特色，常作为一种余度总线，用于含有多种数据总线的飞机主动配电体系中[2]。本文首要讨论多处理器形式下 RS485 总线在飞机配电体系中的使用。
2 .飞机配电体系的结构及通讯要求
飞机主动配电体系包含一次配电体系和二次配电体系，其间，一次配电体系的中心操控部件是汇流条功率操控器 BPCU(Bus Power Control Unit);二次配电体系的操控部件是二次配电操控单元 RPDU(RemotePower Distribution Unit)。 本文所触及的飞机配电体系通讯网络如图 1 所示。其间，BPCU 通过 1553B 总线与上位机通讯，向上位机传递飞机配电体系的运转状况;BPCU 与 RPDU 及发电机操控器 GCU(GeneratorControl Unit)之间通过 RS485 总线及其它通讯总线 (如CAN 总线或 429 总线等)进行通讯。BPCU 依据 GCU和 RPDU 反应的信息对配电体系进行监控和办理，完结汇流条切换、大功率负载的主动办理，完结飞机电能的分配。
由图 1 可知，飞机电网结构较杂乱，飞机一次配电体系中共有2个BPCU一起作业， 分别为左(L)BPCU和右(R)BPCU。因此，该配电体系构成了一个含有多处理器的 RS485 总线通讯网络。该通讯网络需完结的功用如下：2 个 BPCU 之间需守时通讯，沟通数据并监控对方是否正常作业;2 个 BPCU 需守时与一切GCU 和 RPDU 通讯，监控电网运转状况;正常情况下GCU、RPDU 之间则不需通讯。
3.R S 4 8 5 总线及其总线抵触问题
RS485 总线规范是美国电气工业联合会拟定的以双绞线作传输线的通讯规范，选用平衡发送和差分接纳，答应双绞线上一个发送器驱动 32 个负载设备[3]。RS485 以半双工办法通讯，用于多站互连时，便于组成可靠性高及散布规模较广的总线网络[4]。但是，因为 RS485 总线的通讯办法是半双工，即同一时间总线上只能有一个节点成为主节点，假如一起有两个或以上的节点处于发送状况，将导致一切发送方的数据发送失利，这便是总线抵触[5]。当通讯网络中存在 2 个以上的节点时，处理其总线抵触问题就成了进步其作业可靠性、稳定性的要害和条件[6]。
4 .总线抵触的处理办法
在图 1 所示的通讯网络中共有 2 个 BPCU 和多个RPDU 及 GCU 进行通讯， 构成了一个含有多处理器的RS485 通讯网络， 因为数据的沟通和传输均是双向的，因此存在总线抵触问题。处理总线抵触最常见的办法是主从通讯协议法。主从协议的原理如图 2 所示，该办法将通讯网络中某一终端定为主处理器，主处理器顺次向各从处理器宣布指令(Cmd) ，从处理器依据指令将数据(Data)发送至主处理器。 该办法的缺陷是若从处理器个数较多，体系的实时性会下降，且若主处理器呈现毛病，则整个通讯网络无法正常作业。文献[7]以主从通讯协议为根底，提出了如图 3 所示的从处理器传递数据法，该办法节省了主处理器问询从处理器的时间，进步了通讯的实时性。文献[8]提出了按从处理器优先级发送数据的办法，其原理如图 4 所示。该办法由主处理器宣布优先级上报指令(Cmdp)，从处理器逐一上报优先级(PRI)，扫描完一轮优先级后，主处理器向优先级最高的从处理器 k 宣布指(Cmdk)问询数据。优先级法数据量小，体系的实时性得到了进步，但是该办法中从处理器核算优先级的算法较杂乱，且整个体系中依然只能有一个主处理器，无法完结 RS485 的多主处理器通讯。
除选用主从通讯协议的办法处理总线抵触问题外，还有总线监听的办法。文献[9]介绍了一种使用硬件电路监听总线的办法，该办法完结了 RS485 总线的多主通讯，缺陷是额定添加的硬件电路会对 RS485 总线阻抗形成影响。 文献[10]提出了一种由软件完结总线侦听、不同延时来处理 RS485 总线抵触的办法。该办法中每个节点因为侦听时间的不同而具有不同的优先级，因此能够很好的完结 RS485 总线多主通讯，但因为优先级的约束，某些时间对单个紧迫数据的处理实时性较差。
本文所触及的RS485通讯网络中， 共由2个BPCU一起对飞机配电体系进行操控，形成了一个存在 2 个主处理器和多个从处理器的通讯网络。2 个主处理器的存在使整个网络无法依托主从协议防止总线抵触;而侦听总线的办法则会使只需做应对的从处理器GCU 和 RPDU 的通讯算法杂乱化。针对该网络含有 2个主处理器及多个从处理器的特色，本文提出一种交融了主从通讯原理和时差侦听的办法来处理总线抵触。其原理如下：依据主从协议合适问询-应对形式的特色，将每个 GCU 及 RPDU 作为从处理器，等候指令进行呼应;依据时差侦听法不受 RS485 主处理器个数约束的特色， 将通讯网络中的 LBPCU 及 RBPCU 作为主处理器，由时差侦听法来确认由哪一个 BPCU 来占用总线。
本文首要在文献[8]提出的根据主从通讯协议的优先级上报法的根底上进行改善。因为从处理器优先级算法杂乱，本文中主处理器仅问询从处理器是否有数据上报，即问询从处理器的 Y/N 状况，从处理器上报完一轮 Y/N 状况后，由主处理器确认向哪些从处理器问询数据，不管哪个 BPCU 发送 Y/N 状况问询指令或数据问询指令，2 个 BPCU 均能收到一切从处理器Y/N 状况或数据反应。
针对通讯网络中共有 2 个主处理器的特色，本文采纳时差侦听总线的办法来完结确认以哪一个 BPCU为主处理器。其原理是给 2 个 BPCU 设置不同的优先级，具有较高优先级的 BPCU 能够抢占到总线的操控权。具体办法如下：首要假定 LBPCU 有最高的优先级，需求发送数据时需先侦听总线，若发现总线闲暇，则开端进行延时侦听，因为优先级最高，LBPCU 延时侦听需求的时间比 RBPCU 短，通过一段时间若总线始终保持闲暇状况，则 LBPCU 能够发送数据或指令，发送完结后，LBPCU 优先级下降，一起 RBPCU 优先级进步，RBPCU 占有最高的优先级。
