兼容JBU64843的1553B总线接口设计

发布时间：2020-04-09 09:55

【摘要】：随着航天事业的快速发展,飞机内设备数量不断增加,连线系统更加复杂,利用普通电缆进行连接的方式,已经不能满足信息实时性及可靠性等要求。因此,美国提出一种信号多路传输方式,发布MIL-STD-1553B总线协议。1553B总线采用双余度总线系统,使飞机上数据传输的可靠性得到大幅度提升。1553B通讯系统中最关键的部分就是接口芯片,因此,对1553B接口进行研究设计有很大意义。本文深入分析JBU64843芯片的功能规范,根据设计要求采用自顶向下的设计方法,设计BC(Bus Controller,总线控制器)和RT(Remote Terminal,远程终端)两种模式的1553B总线接口。设计双缓冲数据管理结构,实现BC和RT的存储器管理,消息传输失败时自动切换到冗余总线,通过中断向CPU传送信息,加快错误消息的处理速度;针对不同的消息传输格式,使用查找表机制,提高对消息块的寻址速度;采用状态机控制逻辑,设计协议分析单元,对MIL-STD-1553B协议进行分析;为了减轻CPU的负担,设计帧自动重复模式,BC可以自动处理多帧消息;实现RT的循环缓冲结构,通过编程对消息块的容量进行设置,适用于不同数据量的消息传输。设计中包含的功能均与JBU64843芯片兼容。本文用Verilog HDL编程语言,对1553B总线接口进行RTL建模,构建一个BC、三个RT的1553B总线系统,对其进行功能验证。验证结果表明BC和RT、RT和RT之间能够实现基本的数据传输、广播格式以及多种方式命令,其中方式命令包括返回上一状态字、返回上一命令字、复位远程终端等;实现命令堆栈溢出、RT循环缓冲溢出、BC帧结束、消息结束等多种中断。可以检测出响应时间有效性、字计数、奇偶校验,以及各种消息传送错误。
【图文】：

图 4-2 1553B 总线接口激励针对不同的消息传输格式及中断功能，对 BC 和 RT 中的共享 RAM 器进行相应数据的初始化，将在后面进行详细阐述。验证 DUT（r Test，待测设计）中 BC 和 RT、RT 和 RT 之间的消息传输是STD-1553B 总线协议规范。基本消息格式的功能验证 共享 RAM 初始化BC 共享 RAM 中主要对命令堆栈指针、消息数量、消息块地址、B数据字等进行初始化，RT 共享 RAM 中对命令堆栈指针（Stack Poi表（Lookup Table）、数据块地址（Data Block Addr）、数据字（data初始化。对 BCtoRT、RTtoBC、RTtoRT、BCtoRT（broadcast）以及 Radcast）这几种基本的消息格式中三个数据字（16’h0001，16’h003）的传输过程进行验证。

图 4-8 BC 存储器管理4.2.3.2 RTtoBC其他几种基本消息格式与 BCtoRT 执行过程基本一致，主要在存储器管理模块有较大区别。因此以下几种消息格式均只对 BC 和 RT 存储器管理模块不同之处进行讨论。BC 存储器管理控制模块从消息块 0 首地址 0108 中得到 BC 控制字 0000；地址加 1 后（0109），从中得到 BC 命令字 0C23，，图 4-9 中放大部分为存储器读取数据操作，与 BCtoRT 操作基本一致，不再详细讨论。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V247;TP336

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 邓拓;;程控双口总线接口的研制[J];微处理机;1988年03期

2 樊江锋;黄意;姚莉娟;;1553B总线接口模块测试设备的设计与实现[J];现代电子技术;2015年15期

3 ;Device1.4和VISA3.0总线接口软件[J];仪表技术;2003年04期

4 ;AnyBus-IC实现通用现场总线接口[J];现代制造;2003年11期

5 吴举秀;罗新华;;基于PIC18F458的CAN总线接口设计[J];可编程控制器与工厂自动化;2007年10期

6 吕炎军;王泽勇;;基于FPGA的I~2C总线接口设计[J];自动化技术与应用;2006年04期

7 孙华锦,高德远,樊晓桠,张盛兵;32位微处理器总线接口部件的设计[J];西北工业大学学报;2004年03期

8 周平;利用PLD设计VME总线接口[J];计算机自动测量与控制;1996年02期

9 杨德永;一种定制总线接口线驱动器电路的分析与研究[J];微电子学;1992年03期

10 姚志强 ,尹俊勋 ,熊日辉;基于DSP与CPLD的I~2C总线接口的设计与实现[J];电子技术应用;2004年01期

相关会议论文 前10条

1 王冬蕾;翟正军;姜红梅;马捷中;;基于FPGA的MⅢ总线接口仿真板的设计与实现[A];全国第二届嵌入式技术联合学术会议论文集[C];2007年

2 丁兆富;赵国鸿;毛席龙;陈一骄;赵宝康;刘涛;;1553B总线接口模块的FPGA设计与实现[A];第十八届全国青年通信学术年会论文集（上册）[C];2013年

3 王莹;李娜;韩永梅;;具有多总线接口远程焊接专机的设计[A];2015年工业设计与协同创新学术会议暨第20届全国工业设计学术年会论文集[C];2015年

4 曲波;杨晔;;基于CPLD的多通道CAN总线接口设计[A];第八届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2010年

5 吴知真;冯文全;;基于FPGA的VXI总线接口的设计[A];全国第十届信号与信息处理、第四届DSP应用技术联合学术会议论文集[C];2006年

6 杨盛光;周干民;林大隽;高明伦;;基于状态机的IIC总线接口封装[A];全国第十五届计算机科学与技术应用学术会议论文集[C];2003年

7 惠平;李慧军;曹松;;用于低端系统的高速总线接口设计与实现[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第十七次学术会议论文集[C];2004年

8 郑志聪;吴锤红;;软件模拟I~2C总线接口[A];福建省科协第五届学术年会数字化制造及其它先进制造技术专题学术年会论文集[C];2005年

9 牛俊慧;王冬;刘广武;;基于S3C2440A的CAN总线接口设计与实现[A];全国第4届信号和智能信息处理与应用学术会议论文集[C];2010年

10 孙海燕;李楠;;SPACEWIRE总线接口及终端系统的设计实现[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年

相关重要报纸文章 前1条

1 赵毅;一航计算所总线接口攻关取得成果[N];中国航空报;2005年

相关硕士学位论文 前10条

1 赫彩;兼容JBU64843的1553B总线接口设计[D];哈尔滨工业大学;2019年

2 郑隽;网络处理器高带宽数据总线接口性能评估研究[D];西安电子科技大学;2009年

3 李佳文;1394总线接口子板的设计与验证[D];西安电子科技大学;2014年

4 倪一洋;基于FPGA的多总线接口适配技术研究[D];南京航空航天大学;2016年

5 杨广为;基于FPGA的1553B总线接口设计[D];燕山大学;2012年

6 温国栋;抗辐射1553B总线接口的设计与实现[D];国防科学技术大学;2013年

7 武鹏;高速1553B总线接口的设计及实现[D];西安电子科技大学;2011年

8 张磊;星载电子标准化总线接口底层模块设计[D];哈尔滨工业大学;2012年

9 贾永来;基于FPGA的1553B总线接口技术研究及实现[D];电子科技大学;2008年

10 黄晓曦;基于SOPC的1553B总线接口的研究与设计[D];福州大学;2010年

本文编号：2620605