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今朝,跟着工艺和技巧的进步,集成电路技巧的成长已经使得在一个芯片上集成一个可编程系统(Programmable System ON a Chip,PSOC)成为可能。此中,现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)因为其设计机动、速率快,在数学专用集成电路的设计中获得广泛的利用。数字旌旗灯号处置惩罚(DSP)的理论与实现手段得到了快速成长,已成为现代成长最快的学科之一。因为其高速的处置惩罚速率和强大年夜而又机动的接口与通信能力,在很多领域已经获得了广泛的利用。

MILSTD1553B数据总线具有双向输出特点,实时性和靠得住性高,广泛利用在现代的运输机和相称数量的夷易近航客机以及军用飞机上。

1 、1553B数据总线系统构成

1553B总线系统主要由3部分组成:总线节制器BC;远程终端RT;数据总线D ata Bus。

某飞机的总线系统构成如图1所示。

图中CIP1为BC,CIP2为CIP1备份,其他子系统都是RT,并且此总线系统是双余度的,两套总线互为备份。

CIP1为通信和信息处置惩罚系统;CIP2为通信和信息处置惩罚系统备份;DTE为数据传输设备;INS为惯性导航系统;FDR为飞行参数记录系统;ADC为大年夜气数据谋略机IFUag娱到ag85856平台为接口组件;FCC为火控谋略机;SMS为外挂治理系统;LRS激光测距系统。

2、 1553B数据总线通信协议

1553B总线的事情频率是1 Mb/s 。采纳曼彻斯特II码,半双工事情要领。主要的硬件部分为总线节制器(BC)、远端终端(RT)和可选用的总线监控器(MT)。一样平常环境下,这3部分经由过程1个多路总线接口(MBI)来完成。可把MBI嵌在谋略机内。该总线有10种消息钱式。每个消息至少包孕2个字,每个字有16个消息位,1个奇偶校验位和3个位长的同步头,所有的消息字都采纳曼彻斯特II码构成。1553B的数据总线传输的字的款式如图2所示。

1553B数据总线用的是指令/相应型通信协议。他有3种类型的终端,分手为:

(1)总线节制器(BC)

他是在总线上惟一被安排为履行建立和启动数据传输义务的终端。

(2)远程终端(RT)

他是用户子系统到数据总线上的接口,他在BC的节制下提取数据或接受数据。

(3)总线监控器(MT)

他“监控”总线上的信息传输,以完成对总线上的 数据源进行记录和阐发,但他本身不介入总线的通信。

3 、1553B数据总线消息传输款式

1553B总线上的信息的通报因此消息为单位的。所有的消息都是由数据字、指令字、状态字组成。下面是1553B协议容许的10种消息钱式,如图3所示。

4、 某型飞机总线系统通讯层次布局

参考ISO的开放式互连络统七层模式,某型飞机机载系统分为5层:ag娱到ag85856平台利用层、驱动层、传输层、数据链路层和物理层,如图4所示。

这5层之间功能划分明确,接口简单,从而为硬软件的设计实现奠定优越的根基。利用层是通信系统的最高层次,他实现通信系统治理功能(如初始化、掩护、重构等)和解释功能(如描述数据互换的含义、有效性、范围、款式等)。

驱动层是利用层与低层的软件接口。为实现利用层的治理功能,驱动层应能节制子系统内多路传输总线接口(简称MBI)的初始化、启动、竣事、连接、断开、启动其自测试,监控其事情状态,节制其和子系统主机的数据互换。

传输层节制多路传输总线上的数据传输,传输层的义务包括信息处置惩罚、通道切换、同步治理等。

数据链路层按照MILSTD1553B规定,节制总线上各条消息的传输序列。

物理层按照MILSTD1553B规定,处置惩罚1553B总线物理介质上的位传布输。

利用层、驱动层在各个子系统主机上实现,传输层、数据链路层、物理层在MBI上实现。

5 、总线系统通讯软件设计

在某型飞机航空总线系统的设计中,一个很紧张的事情便是总线通讯软件的设计。航空总线通讯软件设计包括:驱动层和利用层的软件设计。此中驱动层直接驱动总线接口板主要完成各个寄存器的设置设置设备摆设摆设,实现数据的发送和接管;利用层是设计中的最高层,他治理全部系统的功能。作为一块接口板,设计的重点在于驱动层的软件的设计,他包括3个方面的内容:

(1)FPGA部分的软件。

(2)DSP部分的软件。

(3)上位机操作系统驱动软件。

5.1 FPGA法度榜样节制功能

该部分采纳VHDL说话编写,实现1553B总线数据的接管、发送、曼彻斯特II码、差错检出、奇偶查验、与DSP的接口和译码电路等功能。此中发送单元与接管单元是并行事情的,由逻辑门电路实现。这里从软件角度画出流程图如图5所示。

5.2 DSP法度榜样节制功能

DSP节制部分法度榜样实现的功能如下:

(1)对总线接口板的初始化(包括初始化DSP本身内部电路和寄存器FPGA及上位机通讯寄存器)。

(2)实现RT地址识别

因为是多RT总线接口板,以是收到数据后,应该判别该RT地址是否属于该接口板;

(3)与上位机消息传输节制功能

消息传输节制法度榜样完成总线应传输的数据在总线接口 板和上位机之间的数据互换。包括数据的读写历程和自检测历程,所要完成的操作如下:

①向FPGA写入发送数据ag娱到ag85856平台(到总线)。

②从FPGA内读出数据(该数据由DSP处置惩罚)。

③向双口RAM写入数据(到上位机)。

④自检测历程。自检测历程是在收到上位机的自检敕令后,实现接口板的数据发送 和接管机能测试。

(4)中断节制法度榜样

在DSP芯片TMS320F206接口的设计中,应用3个硬件中断,INT1,INT2由FPGA来孕育发生,INT3 则由上位机来孕育发生。INT1注解FPGA的接管单元已收到一个数据,看护F206读数,INT2注解FPGA的接管单元已收到一个差错数据,看护F206读取差错状态信息,INT3是上位机和接口板数据传输节制的一种手段,经由过程INT3中断,上位机奉告接口板进行数据接管照样数据发送操作,发送若干数据,采纳的消息钱式以及总线节制等信息。

DSP部分的软件采纳C++和汇编说ag娱到ag85856平台话混杂编程,关键路径如中断办事法度榜样,数据发送和接管法度榜样都采纳汇编说话以达到最大年夜的履行效率,主法度榜样采纳C++编写。

DSP部分软件的流程图,如图6所示。

5.3 上位机节制法度榜样

主要实现上位机在特定的操作系统下对接口板的软件驱动、数据通讯和传输节制。主要应用C++在Windows情况下进行软件ag娱到ag85856平台开拓。

6、结语

本文先容了一种基于FPGA和DSP对某型飞机总线系统通讯软件设计与实现的措施。在实际的运用中,较好的实现了总线系统通讯功能,对1553B总线钻研具有必然的应用和参考代价。

责任编辑:gt

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