高速1553B总线接口的设计及实现

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基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现

基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现

基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现
1553B总线通讯接口是广泛应用于航天航空等领域的一种通信协议,其具备系统可靠性高、实时性强等优点。

而基于FPGA的1553B总线接口技术可以通过程序配置的方式实现1553B总线的通信功能,具有灵活性高、可扩展性强的特点。

本文将对基于FPGA的1553B 总线接口技术进行研究,并实现一个基于FPGA的1553B总线接口模块。

需要对1553B总线通信协议进行详细了解。

1553B总线采用串行双路通信方式,其中一路为控制线路,用于发送控制信息;另一路为数据线路,用于发送数据信息。

1553B总线的通信过程包括发送和接收两个阶段,发送端通过控制线路发送控制信号和数据信息,接收端通过数据线路接收数据信息并进行处理。

在具体实现中,可以通过使用硬件描述语言(例如Verilog或VHDL)编写FPGA芯片的逻辑代码,定义1553B总线通信协议的各个部分,包括控制线路和数据线路的传输规则、数据处理方式等。

还需要根据具体硬件资源的配置情况,合理设计FPGA芯片的结构,保证系统的可靠性和实时性。

在完成FPGA芯片的逻辑设计后,还需要通过综合、布局和时序约束等步骤生成位流文件,并将其下载到FPGA芯片中。

通过上电后,FPGA芯片将开始运行,完成1553B总线接口技术的实现。

在运行过程中,可以通过其他设备(例如计算机)与FPGA芯片进行通信,发送和接收1553B总线的数据信息,并进行相应的处理。

基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现

基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现

基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现一、引言1553B总线是一种用于军用飞行器、舰船和航天器的数字通信总线,具有高可靠性和抗干扰能力,因此在军事领域中被广泛应用。

在航空航天领域,对1553B总线接口进行研究并实现成为了当务之急。

而采用FPGA技术实现1553B总线接口是一种常见的方法,本文将对基于FPGA的1553B总线接口技术进行研究与实现。

二、1553B总线接口概述1553B总线是一种双绞线物理介质,采用双绞线作为传输介质,具有高抗干扰能力。

1553B总线接口主要分为控制器和远端终端两部分。

控制器负责总线的控制、接收和发送数据,而远端终端则负责数据接收和发送。

1553B总线的协议包括了数据帧、命令帧、状态帧和消息帧等,其数据格式严格按照MIL-STD-1553B标准进行规定。

总线的工作频率通常为1MHz,可以支持多路数据传输和具有高可靠性的数据通信。

三、基于FPGA的1553B总线接口技术研究FPGA(Field-Programmable Gate Array)是一种可编程的逻辑器件,具有高度的灵活性和可编程性,能够快速实现各类数字电路。

基于FPGA技术实现1553B总线接口具有以下优势:1. 灵活性:FPGA可以根据具体的需求进行编程,可以实现不同的1553B总线接口功能;2. 高性能:FPGA具有高度的并行计算能力和处理能力,能够满足1553B总线接口的高速数据传输需求;3. 可扩展性:FPGA具有灵活的硬件资源分配和可扩展的设计结构,方便进行功能扩展和升级。

基于FPGA的1553B总线接口技术研究主要包括了以下几个方面:1. 1553B总线接口协议研究:深入了解1553B总线的协议内容、数据帧格式、时序要求等,为后续FPGA设计提供参考;2. 1553B总线接口硬件设计:设计1553B总线接口的物理层电路、数据链路层电路和控制器电路,满足总线通信的要求;3. 1553B总线接口FPGA编程:将1553B总线接口的协议和硬件设计转化为FPGA可编程的逻辑电路,并进行验证和调试;4. 性能优化:对基于FPGA的1553B总线接口进行性能优化,提高数据传输速率和稳定性。

基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现

基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现

基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现
本文主要研究基于FPGA的1553B总线接口技术,设计并实现了一个完整的1553B总线接口系统。

首先对1553B总线的协议进行了详细的研究,包括总线格式、数据帧结构、错误检测和纠错等内容。

然后针对1553B总线的特点,设计了一个适用于FPGA的1553B总线接口电路。

在设计过程中,通过使用FPGA的可编程性,将1553B总线接口电路与其他外设进行了整合,实现了基于FPGA的整体系统。

利用FPGA内部的时钟控制器对总线数据进行同步和分析,通过串行通信的方式实现与外部设备的数据交换。

为了提高总线的通信速率和稳定性,采用了硬件实现的差错控制机制。

为了验证系统的可行性和有效性,进行了一系列的实验。

实验结果表明,基于FPGA的1553B总线接口系统能够稳定地进行双向通信,并具有较高的通信速度。

系统的可靠性和容错性能也得到了有效的保证。

基于FPGA的1553B总线接口技术是一种具有广阔应用前景的通信技术。

本文通过对1553B总线协议的研究和FPGA的应用,设计并实现了一个完整的1553B总线接口系统,并通过实验验证了系统的可行性和有效性。

相信随着技术的不断发展,基于FPGA的1553B总线接口技术将在航空航天、国防、船舶等领域中得到更广泛的应用。

基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现

基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现

基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现FPGA是一种可编程逻辑器件,可以通过编程实现各种数字电路和接口功能。

1553B总线是一种用于军用航空电子系统的数据总线,具有高可靠性和高实时性的特点。

本文主要研究并实现基于FPGA的1553B总线接口技术。

我们需要了解1553B总线的基本原理。

1553B总线是一种串行通信总线,通过不同的控制字和数据字来交换信息。

它包括总线控制器(BC)、远地终端(RT)和监视器(MT)三种设备。

总线控制器负责控制总线的访问和数据传输,远地终端负责接收和发送数据,而监视器则负责监视总线上的信息传输。

首先是总线控制器的实现。

总线控制器是整个1553B总线系统的核心,负责控制总线的访问和数据传输。

我们可以使用FPGA的逻辑单元和时钟信号生成器来实现总线控制器的各种功能。

我们可以使用逻辑单元来生成1553B总线的控制字和数据字,然后使用时钟信号生成器来控制数据的发送和接收。

其次是远地终端的实现。

远地终端是1553B总线上接收和发送数据的设备。

我们可以使用FPGA的输入输出口来与远地终端进行通信。

我们可以使用FPGA的输入输出口来接收和发送1553B总线上的数据,并使用逻辑单元来处理和解析接收到的数据。

最后是系统的集成与测试。

在完成前面几个步骤的实现后,我们需要将各个模块进行集成,并进行整体测试。

集成时需要将总线控制器、远地终端和监视器三个模块进行连接,以实现完整的1553B总线接口系统。

在测试时,我们可以通过模拟器或者硬件平台来进行验证,确保系统的稳定性和可靠性。

基于FPGA的1553B总线接口技术可以实现航空电子系统中对1553B总线的高速、可靠的数据传输。

通过对总线控制器、远地终端和监视器等模块的实现和整合,能够实现完整的1553B总线接口系统,并保证系统的稳定性和可靠性。

这对于军用航空电子系统的设计和开发具有重要的意义。

1553B总线监控器的设计与实现

1553B总线监控器的设计与实现
Байду номын сангаас
控 1 5 B总 线 信 息 , 53 只需 利 用 具 有 B 功 能 的 1 5 B总 线 终 M 53 端 接 入 被 监 控 的 1 5 B总 线 网 络 中 即 可 I 53 引 。为 保 证 总 线 信 息
收 稿 日期 :01 - 6 2 2 10 — 2 稿 件 编 号 :0 161 2 2 10 1
o te15 Bb sT e q im n a may hrce scsc s ra pi t ns og nia ig n O n fh 5 3 u. h up et s n a trt , ha oda l ai 、 rn t mmn dS . e h c a ii u b p c o t a - j a o
l 硬 件 电路 设 计
1 5 B总 线 作 为 联 合 式 航 空 电 子 系 统 的 四 大 支 柱 之 一 . 53
具 有 集 中 控 制 、 布 处 理 和 实时 响应 的特 点 / 其 终 端 类 型包 分 2 ] 。
括 总线 控 制 器 ( BC) 远 程 终 端 ( 、 RT) 总 线 监 视 器 ( M) 要 监 和 B ,
部 分 都 是 通 过 总 线 进 行 传 输 的 , 飞机 研 制 、 试 和维 护 过 在 调
程 中 , 飞 机 内 部 某 子 系 统 或 设 备 报 故 时 , 难 判 断 是 该 子 当 很
擦 . 出现 较 为 严 重 的磨 损 . 会 造 成 总 线 信 号 电 气 特 性 的 如 就 畸 变 , 重 影 响 了设 备 间 信 息 传 输 的 可 靠 性 , 设 备 的 工 作 严 使
Ke r s 5 3 u ; CD;B ;a in c y wo d :1 5 B b s I M v o is

基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现

基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现

基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现随着航空航天、军事装备等领域的快速发展,数据交换技术变得越来越重要。

1553B 总线是一种广泛采用的数据交换标准,用于航空航天和军事装备中的多个子系统之间的数据传输。

而FPGA(可编程门阵列)是一种用于实现数字逻辑功能的可编程硬件,其灵活性和高集成度使其成为实现1553B总线接口的理想选择。

本文将研究和实现基于FPGA的1553B总线接口技术,以实现数据的可靠传输和高效交换。

具体来说,本文将从以下几个方面展开研究:本文将对1553B总线接口技术进行详细介绍。

包括1553B总线的基本原理、数据结构与帧格式、时序和电气特性等方面的内容。

通过深入了解1553B总线的工作原理,为后续的FPGA实现奠定基础。

本文将介绍FPGA的基本概念和工作原理。

详细介绍FPGA的架构和内部组成,以及FPGA的编程方式和逻辑设计方法。

通过对FPGA的深入了解,为实现1553B总线接口铺平道路。

然后,本文将介绍基于FPGA的1553B总线接口技术的设计与实现过程。

包括FPGA的硬件设计和软件编程,以及与1553B总线接口相关的电路设计和信号处理。

通过详细的实现过程,展示基于FPGA的1553B总线接口技术的可行性和实用性。

本文将对基于FPGA的1553B总线接口技术进行性能评估和实验验证。

通过实际的测试和对比分析,评估基于FPGA的1553B总线接口技术的性能和效果。

也可以根据实验结果对设计进行优化和改进。

本文将通过研究和实现基于FPGA的1553B总线接口技术,使得数据交换和传输更加可靠和高效。

这对于航空航天和军事装备领域的发展具有重要的意义,也为FPGA在其他领域的应用提供了宝贵经验。

1553B总线接口模块测试设备的设计与实现

1553B总线接口模块测试设备的设计与实现

1553B总线接口模块测试设备的设计与实现摘要:1553B多路传输数据总线接口模块作为一种通用模块在我国自行研制的机载设备上大量使用,在研究1553B 总线接口模块测试技术的理论基础上,主要研究多块1553B总线接口模块的测试设备的设计与实现,为1553B总线接口模块的测试提供技术基础。

关键词:1553B总线接口;LBE总线;测试技术;80486CPU中图分类号:TN915.04?34 文献标识码:A 文章编号:1004?373X(2015)15?0022?03Design and realization of test equipment for 1553B bus interface moduleFAN Jiangfeng,HUANG Yi,YAO Lijuan(AVIC Xi’an Aeronautics Computing Technique Research Institute,Xi’an 710119,China)Abstract:As a general module,1553B multiplex transmission data bus interface module has been extensively used in airborne equipments made in China. On studying theoretical basis of 1553B bus interface modules testing technology,test equipment design and implementation ofmulti?block1553B bus interface module are researched. It provides a technical foundation for 1553B bus interface module testing.Keywords:1553B bus interface;LBE bus;testing technology;80486CPU0 引言MIL?STD?1553B总线是美军为其航空应用定义的串行多路数据总线标准,其数据传输率为1 Mb/s,具有实时性好、抗干扰能力强、冗余备份、易于扩展等优点,是一种确定的、可靠的、命令/响应式数据通信标准。

基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现

基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现

基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现1553B总线是一种常用的数字串行接口协议,用于航空与军事应用中。

它是一种双向总线,可以实现数据传输、控制信息传递和命令控制等功能。

本文将介绍基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现。

FPGA(Field Programmable Gate Array)是一种数字逻辑芯片,可编程电路板,可以实现数字电路的设计和实现。

它具有灵活性高、可重构性强等特点,非常适合用于1553B 总线的接口设计和实现。

1553B总线接口是一种双绞线协议,其中包含了控制寄存器、数据缓冲区、状态寄存器等。

FPGA技术可以实现这些模块的设计和实现。

它可以通过GPIO接口实现数据总线、地址总线和控制总线的连接,从而实现数据的传输和控制。

二、1553B总线接口的设计1. 系统基本结构基于FPGA的1553B总线接口系统一般由CPU、1553B控制器、数据缓冲区等模块组成。

其中CPU可以选择ARM、MIPS等微处理器。

数据缓冲区可以采用FIFO缓存、双向缓冲存储器等。

1553B控制器可以采用硬件实现,也可以使用软件实现。

2. 数据传输流程基于FPGA的1553B总线接口系统的数据传输流程一般分为以下几个步骤:(1)主设备发送命令:主设备通过向控制寄存器中写入命令字,向从设备发出命令。

(2)从设备接收命令:从设备接收到主设备发出的命令后,开始执行相应的操作。

(3)从设备发送响应:从设备向主设备发送响应信息。

3. 系统的实现系统的实现需要编写相应的程序和硬件描述语言(VHDL)代码。

程序实现部分包括驱动程序和应用程序。

驱动程序主要用于CPU和控制器的通信。

应用程序主要用于控制1553B总线的数据传输和控制。

VHDL代码包括控制寄存器、数据缓冲区和状态寄存器等模块。

控制寄存器用于存储控制信息,包括命令字、地址信息等。

数据缓冲区用于存储数据信息。

状态寄存器用于存储状态信息,包括传输状态、接收状态等。

基于1553B总线的接口设计与实现_罗一锋

基于1553B总线的接口设计与实现_罗一锋
为了使该接口适应不同本地 总线 , 选用 CPLD 完 成与本地 总线 接口 , EPM 7256 芯 片具 有 256 个 宏 单 元 , 能满足大多数本地总线接口需 求 , 由本地总线 上 的主控处理器通过其 J TAG 口加载 编程代码 。一般 航 空设备的本地总 线是 LBE 总 线 , 对于像 xVM E , cPCI 等其他本地总线 , 只需对其 EPM7256 芯片 重新 加 载所需程序代码 , 而硬件架构不需 变动 , 仅印制电 路 板的总线连接器部分做少许改动即可 。
1 1553B 数据总线简介
1553B 总线是一种多冗余 、 主 从式时分 多路复 用串行 数据总线 , 总线速率 1 M Hz , 采用异步 、 半双工的传输技 术 。他定义了总线 的命 令 /响 应模 式 、 时 间分 割方 式 、 数 据格式等技术 , 并 且定 义 了 数 据总 线 的 接口 、 耦 合变 压 器 、 特性阻抗以及传输电缆等的 详细电气特性 。 图 1 给出 了一个基于 M IL S T D 1553B 数据 总线的典 型系统 组成 图 。从物理上看 , 基于 1553B 总线的系统由一条 主总线电 缆 、 一至多条冗余总 线电缆 、 1 ~ 31 个终端以 及端接 电阻
BU 61580 是 基 于双 冗余 机制 的 1553B 协 议 接口 器 件 , 其工作模 式由 M G80C186 微 处理 器可 编程控 制 。BU
61580 的运行模式设置成 增强模 式 , 接口 模式 设置成 16 56
位缓冲模 式 , 1553B 终端模 式可 选择 BC / RT / M T 三 者 之 一 , 与 M G80C186 通信 采 用中 断 方 式 , 使 用 其中 断 信 号 IN T0 #;BU 61580 内部 RAM 用 M CS 1 #作为 片选信 号 , BU 61580 的 功 能 寄 存 器 片 选 为 PCS2 #, 地 址 空 间 为 2100H ~ 217F H 之间 , 即可满足 BU 61580 器件所要求的 32 个端口地 址 ;如 果 BU 61580 工作 在 RT 模 式下 , 需 将 RT 端口地址锁存到 BU 61580 的字地址输入口 , 因 此 需用一片 54FCT374 锁存器通过 PCS1 #信号进行 RT 口地 址锁存 。图 3 画出了其 1553B 接口部分的电路图 。

基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现

基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现

基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现1553B总线接口技术是一种用于数据交换的通信协议,广泛应用于军事航空电子设备中。

随着协议的成熟发展,基于FPGA(Field Programmable Gate Array)的1553B总线接口技术逐渐成为研究热点。

FPGA是一种可编程逻辑器件,具有可编程性和并行性的特点,适合用于高速数据处理。

相比传统的ASIC(Application-Specific Integrated Circuit),FPGA具有更高的灵活性和可重构性。

这使得基于FPGA的1553B总线接口技术有着广阔的应用前景。

需要对1553B总线的协议进行深入的研究。

1553B总线协议采用了双继电器组的工作模式,具有高度的可靠性和冗余性。

研究人员需要对协议的数据格式、命令结构等进行详细分析,了解协议的各个部分的功能和作用。

需要设计和实现基于FPGA的1553B总线接口模块。

这个模块需要包括1553B总线接口电路、数据处理电路、时序控制电路等。

通过FPGA的可编程性,可以实现这些电路的灵活配置和可重构。

需要考虑1553B总线的高速传输需求,保证数据的准确和可靠性。

然后,需要进行仿真和验证实验。

研究人员可以使用基于FPGA的开发板,进行仿真和验证实验。

通过这些实验,可以验证设计的1553B总线接口模块的性能和可靠性。

需要进行性能优化和实际应用测试。

通过对1553B总线接口模块的性能进行测试和优化,可以提高数据传输的速度和可靠性。

还需要在实际的军事航空电子设备中进行应用测试,验证基于FPGA的1553B总线接口技术的实际应用效果。

1553b总线接口板的设计与实现

1553b总线接口板的设计与实现

1553B总线接口板的设计与实现李相伟-胡其竹1韦在铭1包丕贵2(1.空军航空大学军械工程系,吉林长春130022,2.空军93756部队军械教研室,天津市300131)£}商要】文中介绍了1553B数据总线的传输协议扣工作方式。

设计了基于l s A接口的同时具有Bc/R丁/M T多个劝能的1553B总线接口1≯,板,并给出了相应的软、硬件实现方法。

,p蝴]ISA;1553B;总线接口:。

h i’。

?I I??I{j,1j÷i c,?在20世纪60年代以前,飞钔机载电子系统没有标准的通用数据通道,各个电子设备单元之间连接往往需要大量的电缆。

随着机载电子系统的不断复杂化,这种通信方式所用的电缆将会占用很大的空间和重量,而且对传输线的定义和测试也较为复杂,费用较高。

为了解决这一问题,美国S A EA2K委员会在军方和工业界的支持下于1968年决定开发标准的信号多路传输系统,并于1973年公布了M I L—ST D一1553朽滩。

1973年的1553B多路传输赞据总线成为了未来军视将采用的技术,它取代了在传感器、计算机、指示器和其他飞机设备问传递数据的庞大设备,大尢日沙了飞机重量,并且使用简单、灵活,此标准的修订本于1978年公布,即M l L—ST D一1553标准。

1980年,美国空军又对该标准作了局部修改和补充。

该标准作为美国国防部武器系统集成和标准化管理的基础之一,被广泛的用于飞机综合航电系统、外挂物管理与集成系统,并逐步扩展到飞行控制等系统及坦克、舰船、航天等领域。

它最初由美国空军用于飞柳航空电子系统,目前已广泛应用于美国和欧洲海、陆、空三军,而且正在成为一种国际标准。

我国于1987年颁布了相应的军标,将其改变为G JB289。

目前已经将1553B总线技术逐步推广到航空、航天、舰船、导弹等领域,取得了很好的效果。

从我国目前的电子总线技术发展趋势和实际应用来看,在未来一段时间内,1553B总线仍然会在军用电子总线上占据主导地位。

基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现

基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现

基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现1553B总线是一种利用同轴电缆进行数据传输的串行数据总线,在军事航空领域有着广泛的应用。

为了更好地与1553B总线进行通讯,需要使用1553B总线接口技术。

FPGA(Field-Programmable Gate Array)是一种可编程逻辑器件,可以通过编程实现不同的电路功能。

基于FPGA的1553B总线接口技术,可以使得1553B总线与其他系统更加灵活、高效地进行通讯。

1. 设计思路基于FPGA的1553B总线接口技术的设计主要包括两个部分:硬件设计和软件设计。

其中硬件设计主要使用FPGA实现1553B总线的接口电路,涉及到FPGA芯片的选择、1553B总线接口电路的设计等;软件设计则主要负责控制FPGA芯片接收和发送数据,并且进行相应的数据处理。

2. 硬件设计在FPGA芯片的选择过程中,需要根据1553B总线接口的需求,选择一个具有高速时钟频率,大容量存储器,丰富的I/O控制器等特点的FPGA芯片。

同时,在设计1553B总线接口电路时,需考虑到总线拓扑结构和接口标准等因素,确保设计的电路可以与1553B总线进行正常的通讯。

基于FPGA的1553B总线接口技术的软件设计主要包括四个方面:驱动程序、FPGA配置文件、通讯控制程序和数据处理程序。

驱动程序主要是将1553B总线接口电路控制所需的信号传递给FPGA芯片,从而实现与1553B总线的有效通讯。

FPGA配置文件主要包括FPGA芯片的配置信息,如时钟频率、芯片类型等,这些信息对于FPGA芯片的工作十分重要,需要进行正确的配置。

通讯控制程序主要是FPGA芯片接收、发送数据的控制程序,可以通过特定的通讯协议与1553B总线进行通讯。

数据处理程序主要是对接收到的数据进行解码、解析和存储,可以对1553B总线数据进行有效的处理和管理,方便后续使用。

4. 实现结果基于FPGA的1553B总线接口技术的实现结果表明,这种技术具有接口速度快、适应性强、功能丰富、易于维护等特点,可以更好地满足1553B总线在军事航空领域的应用需求。

1553B总线接口通用测试系统设计与实现

1553B总线接口通用测试系统设计与实现
来 的命 令 , 行 数 据 传输 ;3 总线 监 视 器 ( M ) 执 () B —— 有 选
图 1 典型 1 5 B总线 系统 53
终 端 负 载
终 端 负
1 15 B总线系统 介绍 53
MI广 T)15B总线 全 称是 : 机 内部 时 分 制 指令 / LS 1 53 - 飞 响应 式 多 路 传输 数 据 总线 , 用 可 屏蔽 双绞 线 传输 数 据 , 采

以串行数字脉冲形式传输信号 , 其码元数据采用双相曼彻 斯特码进行表示 , 传输速率为 1Mbs 53 / 。15B数据总线可 连接 有 3 类 型 的 系统 :1总 线 控 制器 (C — —控 制 总 种 () B) 线上的数据传输 ; 2 远程终端控制器 ( T) () R ——响应 B C
Ab ta t a e n a ay ig teGJ 2 9 ( L S sr c :B sd o n l zn h B 8 A MI - TD- 5 3 1 5 B)d t u h r u h y h e in a di lme t t n o aab st o o g l ,t d sg n mpe na i f e o
( p o h e to i n ce c ,Th ce c n tt t ,Ai re En ie rn nv riy De . fte Elcr nca d S in e eS in eI siu e rFo c gn eig U iest ,Xi n71 0 ) ’ 0 51 a
c n r l r t s i a d,i p e n a i n ma h n s ,P e t g s fwa e r a ia i n p o e s s a ea s ic s e n o t o l e t e g o n b r t i lme t t c a im C t s i o t r e l t r c s e r lo d s u s d i sm o n z o ti pp r hs a e.

1553b总线接口技术分析与fpga实现

1553b总线接口技术分析与fpga实现
图4-30UART接收横块仿真波形
4.8总线接口系统的FpGA实现i∞5#”
4.8.’ACEXlK器件介绍¨
现在主流的FPGA有XILIX,ALTERA和ACTEL三家公训的产品,它们存可编穰謦元和互连资源的结构设计上各有特色,由于ALTERA公司的器件刀发]具功能强大目.简单易用,这晕选用的是它的ACEXlK系列的FPGA芯片。
圈5—16BC向RT传输数据消息格式
由上述对总线接口芯片在BC/RT/MT工作模式7F的多神消息传输格式的仿真图可以看出,本设计基本完成基本达到设计任务要求,实现了BC/RT/MT的通用终端的设i卜
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图5,12RT向BC传输数据消息格式,RT发送状态字与数掂亨
陌北J:业人学硕十学位论文第h争1553B总线接I l芯H试验:,|!『i
图5.13BC向RT传输数据消息格式,RT接收数据字并发送状态字
(RT接收命令字0111000010000010及2个数据字,并返回1状态字)
图5.14BC向RT发送带教据字的方式指令,RT返刚状:冬字‘J数狐4j
4、灵活的内部互联。具有快速连续式延时可预测的快速通道互连(Fast Track):能提供实现快速加法器、计数器、乘法器和比较器等算术功能的专用进位链利实现高速多扇入逻辑功能的专用级连链。
在本文设计中采用ACEXlKl00器件,该器件其有12个嵌入式阵列块,49152位的可利用存储器,其IO管脚可以配置成2.5V、3.3V、5.0V,双向lO[j的执行频率最高可达250MHZ,可以通过JTAG接U实现在线配疆ICR,时钟锁定和时钟自举选项可以减少时钟延迟/变形和对时钟进行倍频,而且芯片内部为低变形的时钟树形分布。经测试本次设计采用该芯片完全合适。
肖北1:业人学硕十。学位论文第鸿章1553B总线接[1县体设计’,实现

基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现

基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现

基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现一、绪论1553B总线是一种广泛应用于军用航空航天领域的串行数据总线,用于连接飞行器上的各种设备和系统,实现数据的传输和控制。

1553B总线接口技术的研究与实现对于航空航天领域具有重要的意义,能够提高系统的可靠性和效率。

本文将基于FPGA进行1553B总线接口技术的研究与实现,探讨其在航空航天领域的应用和发展。

二、1553B总线接口技术的基本原理1553B总线是一种双复式串行数据总线,采用差分电平传输数据,具有传输速率低、带宽窄的特点,适用于航空航天领域的环境。

1553B总线采用了主从结构,主设备通过控制总线发送命令和数据,从设备对主设备的命令做出响应。

总线上的设备都通过同轴电缆连接到总线控制器上,通过总线控制器实现设备之间的数据传输和控制。

1553B总线接口技术的实现需要解决以下几个关键问题:1. 数据传输的可靠性:由于航空航天领域的环境复杂,设备之间的数据传输需要具有很高的可靠性,能够抵抗电磁干扰和辐射环境的影响。

2. 数据传输的实时性:航空航天领域的设备对数据传输的实时性要求很高,因此需要在设计总线接口技术时考虑数据传输的时序和延迟。

3. 数据传输的灵活性:航空航天领域的设备种类繁多,需要在总线接口技术中考虑不同种类设备的接口兼容性和通用性。

基于FPGA的1553B总线接口技术能够有效地解决这些问题,FPGA具有高度集成、可编程、并行处理的特点,可以实现复杂的数据处理和控制逻辑,满足航空航天领域对于总线接口技术的要求。

1. FPGA的硬件设计:首先需要对FPGA进行硬件设计,包括1553B总线接口电路、数据通道、控制逻辑等。

在硬件设计中需要考虑总线传输速率、数据宽度和时序等。

通过FPGA的可编程性,可以灵活地设计出满足不同设备接口要求的总线接口电路。

3. FPGA的验证与测试:最后需要对FPGA进行验证与测试,包括功能验证、时序验证、传输可靠性测试等。

基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现

基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现

基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现FPGA是一种可编程逻辑器件,其内部包含了大量的可配置的逻辑门和存储单元,可以根据需要进行编程,实现各种功能。

1553B总线是一种数据通信协议,用于飞行器和航空航天系统中的数据传输。

基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现是指利用FPGA来实现1553B总线接口的技术和方法。

本文将介绍基于FPGA的1553B总线接口技术的研究与实现。

为了实现基于FPGA的1553B总线接口,需要了解1553B总线的工作原理和通信协议。

1553B总线是一种异步串行通信协议,采用双绞线进行数据传输。

通信包括命令、数据和状态信息。

主机发送命令到从机,然后从机返回响应数据和状态信息。

在数据传输过程中,主机和从机之间需要进行时序控制、错误检测和恢复等操作。

1. 硬件设计:根据1553B总线的通信协议,设计FPGA内部的逻辑电路和数据通路。

逻辑电路主要包括时序控制模块、数据交换模块和错误检测模块等。

数据通路用于完成数据的传输和处理,包括数据解析、校验和错误纠正等功能。

还需要设计与外部设备的接口电路,用于连接外部设备。

2. 软件编程:通过FPGA开发工具进行软件编程,将硬件设计中的逻辑电路和数据通路等功能转化为硬件描述语言,如Verilog或VHDL。

编程过程中,需要考虑时序控制、状态机设计和中断处理等问题,并进行相应的代码优化和测试。

3. 性能优化:在设计和实现的过程中,需要考虑FPGA资源利用率、数据传输速度和电路信号稳定性等问题。

可以通过性能仿真和综合工具进行优化,提高系统的性能和可靠性。

4. 硬件调试和验证:在完成硬件设计和软件编程后,需要进行硬件调试和验证工作。

通过使用测试设备和仿真器等工具,进行信号检测、错误诊断和性能测试等工作,确保系统能够正常工作。

基于FPGA的1553B总线接口技术的研究与实现具有很高的应用价值,在飞行器和航空航天系统中有着广泛的应用。

本文所介绍的技术只是一个基础框架,具体的实现和应用还需要根据具体的需求进行进一步的开发和完善。

基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现

基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现

基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现1553B总线传输数据采用双绞线方式,由于双绞线的特性阻抗匹配、噪声抑制等方面表现优异,具有传输距离长、传输速度快、抗干扰能力强等优点,因此在设计1553B总线接口时需要充分考虑双绞线的特性。

在基于FPGA的1553B总线接口技术的研究中,需要充分考虑1553B总线的协议、信号特性以及硬件接口等方面,保证设计的实时性、稳定性和可靠性。

基于FPGA的1553B总线接口技术的实现需要设计相应的硬件电路和软件程序,以保证数据的传输和接收的及时和准确。

设计硬件电路时,需要考虑以下几个方面:1. 确定芯片型号和参数,保证硬件电路的性能和稳定性;2. 选择合适的双绞线接口电路,保证信号质量和稳定性;3. 设计数据缓存电路,保证数据的存取和传输的速度和准确性;4. 设计定时器电路,保证数据的时序和同步。

1. 根据1553B总线协议,设计发送和接收数据的具体流程;1. 可编程性强,充分满足1553B总线接口的各种需求;2. 设计周期短、成本低,具有较高的性价比;3. 稳定性和可靠性高,保证了数据传输的实时性和准确性;4. 灵活性强,可随时进行升级和扩展。

1. 设计和实现复杂,需要具有一定的硬件和软件开发能力;2. 对硬件电路和软件程序的要求较高,一旦出现故障,修复难度较大;3. 能耗较高,不适用于功耗要求较低的场合。

四、总结基于FPGA的1553B总线接口技术在航空、航天等领域的应用越来越广泛。

该技术不仅满足了1553B总线接口的各种需求,而且具有短的设计周期、低的成本、高的稳定性和可靠性等优点。

但是该技术也存在设计和实现复杂、能耗较高、修复难度较大等缺点,需要在实际应用中综合考虑。

基于DSP的1553B总线系统设计与实现

基于DSP的1553B总线系统设计与实现

摘要:在研究1553B总线协议特点的基础上,提出了一种基于DSP的1553B总线接口设计方案.详细描述了硬件电路的实现及软件驱动程序的编写。

在电路中采用DSPTMS320F2812为核心处理单元。

BU-64843为1553B协议执行元件,采用FPGA实现地址译码和逻辑控制功能。

为了保证1553B总线消息处理的实时性,直接由下位机DSP控制1553B协议芯片,负责消息的读取、处理、写入和1553B协议芯片的初始化,通过对BU-64843寄存器的配置,使系统工作在BC/RT/MT模式。

通信协议处理模块严格按照通信协议收发周期性消息,时间误差精度小于1μs。

关键词:1553B;总线接口;DSP;FPGA;TMS320F2812航空电子综合化是一种在苛刻的空间限制条件下,对密集型的航空电子子系统集合进行信息综合和功能综合的技术。

以MIL-STD-1553B为代表的子系统联网接口标准构成了目前航空电子综合系统中信息交换的主干道。

1553B总线接口电路是实现航空电子综合化系统的关键部件,其作用是在1553B总线与现有的其他总线技术之间搭建一座桥梁,使得不同制式的信息流能够实时、准确地进行相互转换。

在1553B总线接口的研制过程中,复杂而苛刻的环境对中央处理器的实时性与可靠性提出了很高的要求,而DSP芯片以其优良的高速性能为中央处理器的选择提供了一个较为理想的解决方案。

随着MIL-STD-1553B总线协议标准的颁布。

许多公司开发了总线与CPU之间的硬件接口芯片。

在实际的1553B总线工程中使用最为广泛的是DDC公司生产的接口芯片。

这些芯片完全实现了1553B总线的电气特性协议,而且与CPU或存储器连接非常简单。

本文探讨基于TMS320F2812(以下简称F2812)和DDC公司的BU-64843协议芯片的1553B总线接口的硬件设计和软件驱动编写要点。

1 1553B总线1553B总线是一种时分制指令/响应式多路传输数据总线,具有很高的可靠性和良好的实时性。

基于PCI总线的高速1553B总线通信卡的设计与实现

基于PCI总线的高速1553B总线通信卡的设计与实现

基于PCI总线的高速1553B总线通信卡的设计与实现作者:蒋伟来源:《中国新通信》 2017年第14期引言:军用1553B 总线是美国军方为了军用飞机的信号互联制定的一种总线标准。

此总线因为其优秀的信号应答机制、稳定的信号传输特性、简易的物理连接等特点在军用航空航天领域得到了广泛的应用。

自1978 年推出MIL-STD-1553B 标准后,经过不断的升级改进,现在已经推出了速率能达到100M 的总线。

但是由于1553B 总线芯片成本昂贵,因此非常有必要工控机等低成本地面测试平台上搭建一套1553B 系统,实现导弹控制器的通信测试与数据处理。

因此,本文设计了基于TI 公司的经典DSP 处理器TMS320F2812 的1553B 总线通信卡,实现了上位机与控制器的数据通信。

一、PCI 总线简介PCI 总线是由INTEL 公司制定的一种局部总线,其优点是PCI 总线能实现周边低速设备与处理器的高速结合,并且CPU 占用率极低,与存储器之间通过DMA 方式交互。

地面测试平台通常是功能强大的工控机,为了实现工控机与设备的数据交互,因此有必要选用工控机上最常用的PCI 接口来实现与通信卡的数据交互。

纯粹的接口芯片主要有PLX,AMCC 等等,所以通信卡选用CH365 作为PCI 协议芯片。

二、系统硬件整体设计方案本系统所设计的通信卡是负责与导弹系统伺服驱动器之间数据通信与测试。

硬件电路主要包括PCI 接口芯片CH365、CPU 处理器TMS320F2812、双口RAM、电源管理芯片。

系统结构如图1 所示。

2.1 PCI 总线接口芯片CH365 性能简介PCI 总线接口芯片CH365,可以映射各种I/O 端口、存储器、ROM 以及中断,同时与FPGA、DSP、单片机,存储器等连接简易。

正因为CH365 有这些功能,所以可以将复杂的PCI 接口设计简单化。

对于32 位PCI 总线从设备接口,CH365 可以直接映射32KB 的SRAM 或者ROM,无需外接元器件进行扩容。

基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现

基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现

基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现
本文基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)技术,对1553B总线接口进行了研究与实现。

FPGA是一种可编程的硬件设备,具有灵活性强、速度快等优点,非常适合于数字通信接口的设计和实现。

在本研究中,我们首先研究了1553B总线接口的工作原理和相关协议。

然后,设计了基于FPGA的1553B总线接口电路,并进行了硬件电路设计和信号调试。

我们通过实验验证了基于FPGA的1553B总线接口的可行性和性能。

实验结果表明,基于FPGA的1553B总线接口具有良好的性能和稳定性。

相对于传统的硬件电路实现,基于FPGA的接口具有以下优点:
FPGA具有非常高的灵活性和可扩展性。

通过编程,可以实现不同的功能和协议,并根据具体应用需求进行定制化设计。

这使得基于FPGA的1553B总线接口能够适应不同的应用场景和需求。

基于FPGA的1553B总线接口速度快。

FPGA可以实现并行处理和高速数据传输,保证了数据传输的实时性和可靠性。

这在航空航天领域的高速通信中非常重要。

基于FPGA的1553B总线接口易于更新和维护。

通过重新编程,可以灵活地修改和升级功能,而无需更换硬件设备。

这降低了维护成本,并延长了使用寿命。

基于FPGA的1553B总线接口技术在航空航天领域具有广阔的应用前景。

通过进一步的研究和开发,可以不断提高性能和功能,为航空航天通信提供更加先进和可靠的解决方案。

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bus controller(BC),remote terminal(RT)and other modules,give the logical diagram,
port information and simulation results of each sub·modules.
The test results show that the designed 1 553B bus interface has lots of merits of
本文在深入研究M几.STD.1553B协议GJB289A-97标准,M几.HDBK.1553A 及GJB/Z209.2002应用手册,国外主流芯片设计和使用手册的基础上;确定整体 架构,模块划分;完成各子模块的正向设计和仿真验证,最后在FPGA上通过板 级调试。本文重点介绍曼彻斯特编解码器、总线控制器(BC)、远程终端(RT) 和其它模块的设计,详细给出各模块的逻辑框图、端口信息、仿真结果。
division,complete the sub··module design and simulation,at last complete board-·level
debugging on FPGA.This paper primarily introduce the design of Manchester codec,
第二章1 553B总线协议………………………………………………………………。5 2.1通信终端……………………………………………………………………5 2.2编码方式…………………………………………………………………….7 2.3字类型………………………………………………………………………7 2.4信息传输格式……………………………………………………………….10 2.5可靠性保障机制……………………………………………:…………….13 2.6通信系统特点…………………………………………………………….14 2.7本文用到的术语解释………………………………………………………14 2.8本章小结…………………………………………………………………..15
西安电子科技大学 学位论文独创性声明
秉承学校严谨的学风和优良的科学道德,本人声明所呈交的论文是我个人在 导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标 注和致谢中所罗列的内容以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成 果;也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的 材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说 明并表示了谢意。
1.1国内外1553B总线发展历程
以下分别对1553B总线在国内外研究发展状况进行介绍。
1.1.1国外1553B总线发展历程
上世纪60年代以前,航空电子系统比较简单,通信、飞行控制和显示器由模 拟系统组成13J。
上世纪60年代,随着机载武器系统的增加,作战信息量不断增加,而设备间 接口各异,互联难度大,限制了作战的效能。由于缺乏统一标准,开发、维护和 改进的难度非常大。
it can not meet the
system requirements for usage of high transmission rate.Therefore,research and
development of 1 553B protocol processor has significant meanings for the construction of national defence and the development of national economy.
第一章绪论
第一章绪论
1553B总线全称为数字时分命令/响应型多路传输数据总线【11。M几.STD.1553B 总线原本是美军航空电子综合系统的专用总线,各种航电系统通过该总线完成信 息传输,随着其不断的发展在航空、航天、航海和民用领域都得到广泛的使用【21。
本章将对1553B总线国内外发展历程、论文研究意义、论文内容安排进行介 绍。
测试结果表明设计出的1553B总线接口具有高速(10Mbps),高可靠性,实 时性等优点,而且兼容低速1553B产品。
关键词: 1553B总线FPGA Vefilog曼彻斯特码
S of high-speed,high reliability,real-time in 1 553B bus make it
due to the complexity of 1 553B bus interface design,at present the chip available on the
market are imports from foreign companies,all this make it SO expensive,the latest
lligh·speed(1 OMbps),high reliability,real time,and is compatible with low-speed
1 553B products.
Keywords: 1553B bus FPGA VeHIog Manchester code
目录
第一章绪论…………………………………………………………………………l 1.1国内外1553B总线发展历程……………………………………………….1 1.1.1国外1553B总线发展历程…………………………………………………1 1.1.2国内1553B总线发展历程…………………………………………………2 1.2论文研究意义………………………………………………………………2 1.3论文研究过程和章节安排………………………………………………….3
1973年8月美国政府和军方公布了MIL.STD.1553(USAF)标准,该标准 首次应用到F16战机中;随着技术的进步,1975年公布了M几.STD.1553A标准, 该标准应用在美军F.16战机和攻击直升机阿帕奇AH.64A。1978年公布了 Mm.STD.1553B标准,该标准一直应用到现在。美军方在1980年和1986年又分 别推出M几.STD.1553B Noticel和MIL.STD.1553B Notice2,但标准实质相对 MⅢ.STD.1553B变化不大。
本人签名:蛊 蟛
导师签名
日期皇!!!:兰:也
接口处理器,由于1553B总线接口芯片设计的复杂性,现在市场上可用的芯片多 从国外公司进口,价格高昂,最新一代产品仍然对华禁运。.国内生产出的该类产 品性能相对落后,传输速率低,已不能适应系统对高传输速率的要求。所以独立 研发1553B协议处理器对于我国国防建设和国民经济的发展具有重大意义。
3.6片内SS洲模块…………………………………………………………33
3.7本章小结………………………………………………………………………34 第四章协议处理模块设计实现……………………………………………………35
4.1总线控制器BC模块………………………………………………………36
4.1.1 BC主要实现功能……………………………j…………………….36 4.1.2 BC存储器管理…………………………………………………….37 4.1.3 BC关键处理过程…………………………………………………..40 4.1.4 BC状态机设计…………………………………………………….4l 4.1.5 BC仿真结果……………………………………………………….46 4.2远程终端RT模块…………………………………………………………48 4.2.1 RT主要实现功能…………………………………………………一48 4.2.2 RT存储器管理……………………………………………………..48 4.2.3 RT关键处理过程……………………………………………………5 1 4.2.4 RT状态机设计…………………………………………………….52 4.2.5 RT仿真结果……………………………………………………………………57 4.3本章小结……………………………………………………………………58 第五章 1553B总线接口仿真验证………………………………………………一59 5.1仿真平台搭建…………………………………………………………….59 5.2仿真要求与结果……………………………………………………………….59 5.2.1 BC模式下仿真要求和结果………………………………………..60 5.2.2 RT模式下仿真要求和结果………………………………………一62 5.3本章小结…………………………………………………………………..64 第六章结束语……………………………………………………………………65 6.1论文总结……………………………………………………………………………65 6.2未来工作展望………………………………..:……………………………。65 致谢…………………………………………………………………………………………………………67 参考文献……………………………………………………………………………69 攻读硕士学位期间取得的研究成果………………………………………………71
Based on the deep study of M也-STD一1 553B protocol and GJ-B289A·97 standard, M几-HDBK一1 553A and GJB/Z209—2002 application handbooL designer and user
manual of foreign mainstream chip.Then determine the overall structure,module
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