MIL-STD-1553总线是美国军方专为机载设备制定的一种信息传输总线标准和协议,该总线具有双向输出特性,有较高的实时性和可靠性。但是近年来由于数据信息量的突飞猛进,在实时信号处理中该总线的带宽不能满足要求,加上它使用半双工模式,大大降低了信道的传输效率,如果从硬件方面大幅度的提升1553系统的性能需要付出极其昂贵的代价。本文从协议和软件的角度尝试去解决这个问题。首先,在深入分析了1553总线的MAC层和LLC子层协议的基础上,设计了适合更高速数据传输的令牌预约通信协议,采用主从式结构,分时序先后预约令牌。其次,研究了高速总线数据链路层及物理层中的自动重传请求协议(ARQ),分析了停-等式ARQ、返回N式ARQ协议和基于信道噪声估计的混合式ARQ方案,比较了其系统的数据交换量和平均传送时间,结果表明新型的混合式ARQ方案在信噪比较小时可以获得较大的数据交换量和较小的平均传送时间。鉴于高速总线工作与恶劣环境下(信噪比较小),基于信道噪声估计的混合式ARQ协议是传输协议的较好选择,并通过分析获得了最优的发送及接收窗口宽度。最后,设计了相应的DSP平台,并编写了部分软件。