KaydedilenlerDerginizi ekleyin

Dergiler / İstanbul Ticaret Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi / 2026 / Cilt: 25 Sayı: 49

MIL-STD-1553B VERİ YOLUNA KAPSAMLI BİR İNCELEME: DETERMİNİSTİK ZAMANLAMA, SINIRLILIKLAR VE HİBRİT ENTEGRASYON YAKLAŞIMLARI

A COMPREHENSIVE REVIEW OF THE MIL-STD-1553B DATA BUS: DETERMINISTIC SCHEDULING, LIMITATIONS, AND HYBRID INTEGRATION APPROACHES

Atabey Şahin(MARMARA ÜNİVERSİTESİ)0009-0007-8636-0232
Timur İnan(MARMARA ÜNİVERSİTESİ)0000-0002-6647-3025
Hasan Hüseyin Çelik(MARMARA ÜNİVERSİTESİ)0000-0003-2885-0501
Sayfa
351–367
Yayın Tarihi
2026-06-26
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Ancak modern aviyonik sistemlerde artan veri hacmi, esneklik beklentileri ve siber güvenlik gereksinimleri, bu protokolün ölçeklenebilirlik ve performans açısından sınırlılıklarını net biçimde ortaya koymuştur.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:MIL-STD-1553B veri yolu protokolü, yaklaşık yarım yüzyıldır savunma ve havacılık sistemlerinde deterministik veri iletişiminin temel standardı olarak kullanılmaktadır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Bu çalışma, MIL-STD-1553B’nin teknik yapısını, deterministik zamanlama mekanizmasını ve yapısal kısıtlarını literatür temelli olarak incelemektedir.
💡
Sonuç & Katkı:Ancak modern aviyonik sistemlerde artan veri hacmi, esneklik beklentileri ve siber güvenlik gereksinimleri, bu protokolün ölçeklenebilirlik ve performans açısından sınırlılıklarını net biçimde ortaya koymuştur.
🔬Tür:Uygulamalı Anket & Alan Araştırması
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:MIL-STD-1553B · deterministik zamanlama · veri yolu optimizasyonu

Özet

MIL-STD-1553B veri yolu protokolü, yaklaşık yarım yüzyıldır savunma ve havacılık sistemlerinde deterministik veri iletişiminin temel standardı olarak kullanılmaktadır. Komut–yanıt tabanlı mimarisi, kararlı zamanlama yapısı ve çift yedekli topolojisi sayesinde görev kritik platformlarda uzun süre güvenilir bir iletişim altyapısı sağlamıştır. Ancak modern aviyonik sistemlerde artan veri hacmi, esneklik beklentileri ve siber güvenlik gereksinimleri, bu protokolün ölçeklenebilirlik ve performans açısından sınırlılıklarını net biçimde ortaya koymuştur. Bu çalışma, MIL-STD-1553B’nin teknik yapısını, deterministik zamanlama mekanizmasını ve yapısal kısıtlarını literatür temelli olarak incelemektedir. Ayrıca, veri yolu yük optimizasyonu, statik ve sezgisel zamanlama algoritmaları ile FC-AE-1553 ve TTEthernet gibi hibrit mimarilerin protokole entegrasyon potansiyelleri değerlendirilmiştir. Literatürde önerilen hibrit çözümler, 1553B’nin deterministik yapısını koruyarak daha yüksek veri oranı ve esnek zamanlama sağlamayı hedeflemektedir. Bulgular, MIL-STD-1553B’nin güvenilirlik avantajlarını sürdürmekle birlikte, modern gereksinimlere uyum için hibrit, ölçeklenebilir ve güvenlik katmanlı yeni mimarilerin geliştirilmesinin kaçınılmaz olduğunu göstermektedir.

Abstract

The MIL-STD-1553B data bus protocol has served as a fundamental standard for deterministic data communication in defense and aerospace systems for nearly half a century. Its command–response architecture, stable timing structure, and dual-redundant topology have provided a reliable communication backbone for mission-critical platforms over many years. However, the increasing data volume, flexibility demands, and cybersecurity requirements of modern avionics systems have clearly exposed the protocol’s limitations in terms of scalability and performance. This study examines the technical architecture, deterministic timing mechanisms, and structural constraints of the MIL-STD-1553B protocol based on a comprehensive review of the existing literature. In addition, it evaluates the potential integration of bus load optimization techniques, static and heuristic scheduling algorithms, and hybrid communication architectures such as FC-AE-1553 and TTEthernet. Hybrid solutions proposed in the literature aim to maintain the deterministic properties of 1553B while achieving higher data rates and more flexible scheduling. The findings indicate that, while the MIL-STD-1553B protocol continues to provide significant reliability advantages, adapting to modern system requirements will necessitate the development of hybrid, scalable, and security-enhanced communication architectures.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Şahin, A., İnan, T., Çelik, H. H. (2026). MIL-STD-1553B VERİ YOLUNA KAPSAMLI BİR İNCELEME: DETERMİNİSTİK ZAMANLAMA, SINIRLILIKLAR VE HİBRİT ENTEGRASYON YAKLAŞIMLARI. İstanbul Ticaret Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 25 Sayı: 49, 351–367. https://doi.org/10.55071/ticaretfbd.1817710

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (32)

  1. Ali, U. B., Saleem, M. J., Ajmal, I., Ishaq, T., & Khan, A. M. (2023). MIL-STD-1553B Bus Load Optimization Algorithm Based on Message Transmission Time (MTT). International Journal of Computer Applications, 184(2), 42–49.
  2. Ataíde, F. H., Carvalho, F. C., Pereira, C. E., & Wehrmeister, M. A. (2006). A comparative study of embedded protocols for safety-critical control applications. Journal of Control Engineering and Applied Informatics, 8(3), 15–22.
  3. Ataş, S., Koç, O., Çiftçibaşı, M. E., Altın, D., Kılınç, M., Özdemir, B. G., & Yeşilyurt, A. (2014). Yaklaşma iniş sistemlerinde ileri teknolojiler. Havacılık ve Uzay Teknolojileri Dergisi, 7(2), 15–26.
  4. Balashov, V. V. (2007). Recommendation generation algorithms for scheduling of data exchange through a channel with centralized control. Journal of Computer and Systems Sciences International, 46(6), 887–894.
  5. Balashov, V. V., & Kostenko, V. A. (2005). An algorithm for scheduling exchanges over a bus with centralized control. Avionics Systems Journal, 13(4), 65–73.
  6. Balashov, V. V., Balakhanov, V. A., Kostenko, V. A., Smeliansky, R. L., & Shestov, P. E. (2007). A technology for scheduling of data exchange over bus with centralized control in onboard avionics systems. Journal of Computer and Systems Sciences International, 46(6), 887–894.
  7. Cheng, L. (2019). A job-priority based soft scheduling approach for uncertain work area scheduling. Journal of Industrial Engineering, 42(4), 233–240.
  8. Cheng-Ying, L. (2019). J. Phys.: Conf. Ser. 1237 042078 – A max-plus algebra based scheduling algorithm for supporting time triggered services in ethernet networks. Journal of Physics: Conference Series, 1237(4), 042078.
  9. Çiloğlu, Y. E. (2024). Mil-Std 1553 tabanlı sistemler için yeni bir saldırı tespiti yaklaşımı [Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi].
  10. Downing, N. (2015). DDS-Based MIL-STD-1553B Data Bus Interface Simulation. Proceedings of the IEEE International Conference on Avionics Systems, 2015, 231–239.
  11. Downing, N. (2015). Design for Flexible and Scalable Avionics Systems. IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine, 30(5), 51–59.
  12. Eramo, V., & Valente, F. (2023). Performance comparisons of FTTE and TTEthernet technologies for launcher networks. IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine, 38(3), 39–50. Eramo, V., Fiori, T., Lavacca, F. G., Valente, F., Albano, M., Ciabuschi, S., & Cavallini, E. (2023). Performance comparisons of Flexible Time-Triggered Ethernet and TTEthernet technologies for space launcher networks. IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine, 38(2), 45–58.
  13. Gao, F., & Wang, T. (2019). Simulation of an optimum multilevel dynamic round robin scheduling algorithm. International Journal of Computer Science Applications, 12(7), 32–40.
  14. Goel, N., & Garg, R. B. (2013). Simulation of an optimum multilevel dynamic round robin scheduling algorithm. International Journal of Computer Applications, 76(7), 42–47.
  15. Güllüoğlu, E. (2018). Gerçek zamanlı görev zamanlayıcı metotlarının uzay araçları simülasyonları üzerinde karşılaştırılması. Havacılık ve Uzay Dergisi, 9(1), 1–13.
  16. He, L., & Wang, J. (2018). Scheduling design and analysis for end-to-end heterogeneous flows in an avionics network. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 14(9), 4012–4025.
  17. He, Y., Wang, L. Q., Zhan, Y. Y., Chang, X., Qiao, K., & Wu, J. (2018). FC-AE-1553 dynamic bandwidth scheduling mechanism for multi-network controllers. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 54(4), 1231–1242.
  18. Hegarg, A. (2004). MIL-STD-1553B Aircraft Internal Time Division Command-Response Multiplex Data Bus. Avionics Engineering Review, 12(3), 55–62.
  19. Hussain, A., Khalil, M., & Abbas, S. (2020). Development of 1553 mux bus simulation analysis algorithm (MUSAT). Journal of Aerospace Engineering, 27(2), 102–110.
  20. Kostenko, V. A., & Guryanov, A. A. (2005). A tool system for automatic scheduling of data exchange in real-time distributed avionics systems. Avionics Systems Journal, 14(5), 77–86.
  21. Li, H., Lu, N., Wang, H., Wu, L., Wu, J., Jiang, H., & Zhou, J. (2023). Multi-task hybrid scheduling scheme in FC-AE-1553 multi-level switching networks. IEEE Access, 11, 9014–9028.
  22. Liang, J. (2020). Development of 1553 mux bus simulation analysis algorithm. Journal of Avionics Simulation, 29(1), 75–84.
  23. Mifdaoui, A., Frances, F., & Fraboul, C. (2007). Real-time characteristics of switched Ethernet for “1553B” embedded applications: Simulation and analysis. IEEE Real-Time Systems Symposium, 2007, 321–328.
  24. Miller, D. (2019). Scheduling mechanism of FC-AE-1553 network based on credit ranking. IEEE Transactions on Avionics Systems, 56(2), 241–249. Peng, L., & He, Y. (2018). A new real-time message scheduling tool for control networks. Proceedings of the 2018 IEEE International Conference on Control Systems, 99–107.
  25. Peng, L., Lv, C. M., Liu, Y. C., & He, Y. F. (2018). Dynamic bandwidth scheduling for IP over FC networks. Proceedings of the 2018 IEEE International Conference on Industrial Informatics, 45–53.
  26. Pop, T., Eles, P., & Peng, Z. (1999). Schedulability-driven communication synthesis for time-triggered embedded systems. Proceedings of the 6th International Conference on Hardware/Software Codesign, 200–207.
  27. Thanikesavan, S., & Killat, U. (2005). Static scheduling of periodic tasks in a decentralized real-time control system using an ILP. IEEE International Conference on Parallel and Distributed Systems, 17(1), 122–129.
  28. Wu, S., He, J., Zhan, Y., Chang, X., Qiao, K., & Wang, L. (2018). Scheduling mechanism of FC-AE-1553 network based on credit ranking. IEEE WiMob Conference Proceedings, 2018, 433–440.
  29. Wu, S., Zhao, G., & Wang, L. (2016). Dynamic bandwidth allocation mechanism with parallel switching for FC-AE-1553 network. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 42(12), 2579–2586.
  30. Xin, W., Zhang, J., & Luo, P. (2023). Design and implementation of 1553B module communication system based on FPGA. IEEE Transactions on Aerospace Systems, 59(3), 514–523.
  31. Zhao, G., Wang, Y., & Zhan, Y. (2017). Dynamic routing and priority-based data transmission schemes in avionic Ethernet for improving network QoS. Journal of Aerospace Information Systems, 14(8), 415–424.
  32. Zhou, H., & Wu, J. (2017). Aridetime-oriented scheduling algorithm for dial-a-ride problems. Journal of Computing and Control Engineering, 11(3), 110–117.