串行总线是指数据终端设备和数据通信设备间逐位顺序传送数据的总线,广泛应用于设备与设备之间的信息交互。目标对象中大量数据信号与控制信号借助于1553B总线通信和同步HDLC通信（使用RS-485电平标准）完成,在研制与调试过程中,由于设计失误或外部环境干扰可能会出现数据翻转、总线竞争等问题。本文针对这两种通信过程中是否存在总线竞争展开研究。首先,本文对国内外串行总线监测仪、分析仪,以及相应功能的模块单元进行了调研,从支持总线类别及数量、功能及体积等多个角度对调研内容进行分析:现阶段通用性总线分析仪存在不支持自动监测总线竞争、不支持协议原始数据存储、体积大不便于现场使用等缺点;专用串行总线分析仪,存在支持总线数量单一,调试效率低的缺陷,因此这些仪器不能很好的应用于目标对象研制与调试过程。基于调研结果以及实际应用需求,本文提出了专用串行总线监测仪,能够从数字量监听与模拟量监测的两个角度对1553B总线通信与同步HDLC通信进行监测。然后,本文介绍了两种目标总线的工作原理及具体的故障表现,基于实验结果得出相应的设计方案,以此展开对专用串行总线监测仪进行硬件、固件和软件的设计。通过RS-485和1553B接口模块完成对总线通信数据的非侵入式采集,然后基于FPGA技术对HDLC与1553B通信数据进行解析,并将解析后的数据存储下来。通过ADC对总线电平进行采集,在控制与计算单元对ADC转换的结果进行处理,将处理后的数据输出至LCD进行波形显示,并基于ADC转换的数据分析是否存在总线竞争现象,根据总线上是否存在总线竞争控制触发。最后,针对上述设计,提出了实验测试验证方案。使用CPCI机箱及RS-485通信板卡和1553B通信板卡,搭建两组实验测试环境:两种总线上不存在总线竞争现象和存在总线竞争现象。通过无总线竞争现象的测试环境验证专用串行总线监测仪能够对4路RS-485和2路1553B总线通信的数据进行监听;通过存在总线竞争现象的测试环境验证其总线竞争自动监测的功能。测试结果表明,专用串行总线监测仪的各项工作符合预期研究目标要求。