基于PCI的1553B总线通信接口卡设计与实现

发布时间：2020-04-13 00:37

【摘要】：MIL-STD-1553B总线是一种实时性好、可靠性高、使用灵活的数据总线,在各种航空航天综合电子系统中被广泛应用。在研制1553B总线产品的过程中,需要对系统和节点的功能、参数、可靠性进行严格测试,因此功能完备、使用方便的1553B总线测试设备必不可少。1553B总线测试设备的基本构成部件是1553B通信接口控制卡,根据使用环境要求,可以设计为单板结构、USB接口的独立模块或者基于台式PC机或便携式计算机的嵌入式板卡等多种形式。本文根据实际应用要求,设计了一款应用于工控机平台、符合PCI接口规范、具有BC/RT/MT多种功能模式的1553B通信接口卡。本文首先系统研究了1553B总线协议的相关内容,包括:编码格式、字格式、消息传输机制、硬件特性等,并对1553B专用接口电路BU-61580进行了研究,讨论了其软硬件设计特点;接着对PCI总线进行了研究分析,掌握了PCI接口板卡在PC机下的基本工作原理。在此基础上,确定了该1553B通信接口卡的总体设计方案,以集成化接口电路BU-61580和PCI9054为核心,采用CPLD逻辑电路,实现PCI桥接芯片与1553B总线接口电路的逻辑控制,以简化1553B通信接口卡的硬件设计,提高产品可靠性;之后进行了电路板的原理图设计和PCB板设计。硬件设计完成后,进行驱动程序与应用程序的设计。对Windows操作系统内核结构以及WDM设备驱动程序原理进行研究,深入剖析了 WDM驱动程序模型的基本框架和运行机理,从驱动程序的初始化、中断处理、硬件操作以及应用程序接口等多方面,详细分析了PCI通信卡驱动程序的开发过程;设计了 MFC框架下的应用程序,完成了BU-61580芯片的初始化和数据读写例程,编写了动态链接库,里面封装了底层驱动程序。最后对设计的PCI-1553B通信接口卡进行了系统调试和功能测试,实验表明,1553B接口卡运行功能正常,技术指标达到了设计要求。本文的创新点是,接口卡硬件采用集成化接口电路设计,保证了实时性和高可靠性,设计也更为简化;软件上,动态链接库的设计极大方便了用户的二次开发,安全性更强;将BC/RT/MT多功能集成于一体,使用也更为灵活。目前,该1553B通信控制卡已基于工控机平台,构成地测单元,应用于实际项目。
【图文】：

西安科技大学硕士学位论文（4）高可靠电气传输：1553B 总线采用电气屏蔽和总线耦合方式将每个节安全隔离，减少潜在设备损坏的可能性。（5）实时性好：1553B 总线传输码率为 1Mbit/s，通信单元是基于消息的，多包含 32 个字，传输消息短确保消息传输的完整性和实时性。

过零跳变形式所表示，因此曼彻斯特编码被认为是一种自定时码的精确同步是可行的。每一个比特都准确的在一个预先定义时期的编码方式可以在长时间没有电平跳变的情况下，，仍然对任意的并且防止在这种情况下同步时钟信号的丢失，以及防止低通模拟引起的比特错误。同时，如果保证传送的编码交流信号的直流分继信号的基线漂移，那么就很容易实现信号的恢复和防止能量的还具有丰富的位定时信息。曼彻斯特码是通过电平的跳变来对二进制数据“0”和“1”进行变对应不同数据，实际上有两种不同的数据约定：第一种约定ndrew S. Tanenbaum 等人提出，规定“0”是由低到高的电平跳变的电平跳变；第二种约定则是在 IEEE 802.4(令牌总线)以及 IEEE，由低到高的电平跳变表示“1”，由高到低的电平跳变表示“0两种约定在一定范围内均有应用[16]。这里用编码“01”来表示逻电平到高电平的跳变来表示；用编码“10”来表示逻辑“1”，平的跳变来表示。曼彻斯特码Ⅱ型码传输方式如图 2.1 所示。
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP336

【参考文献】

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1 王法怡;杨艺术;;基于PCI9054的运动控制卡的驱动程序设计[J];工业控制计算机;2015年09期

2 龚俊;张京;王璐;;基于WDM的CPCI多串口数据通信卡驱动程序设计[J];软件导刊;2015年08期

3 袁野;;MFC应用程序多线程混合显示界面方法研究[J];电脑知识与技术;2014年32期

4 吕芝艳;严琪;;星载1553B总线设计方法研究[J];空间电子技术;2014年01期

5 刘士全;隽扬;蔡洁明;魏敬和;黄正;;1553B总线应用发展研究[J];电子与封装;2013年12期

6 吴云忠;;基于PCI接口的1553B总线控制软件设计[J];现代电子技术;2013年24期

7 杨旭;黄建国;杨尚明;李力;;基于BU-61580的航空1553B总线RT模式设计[J];数字技术与应用;2012年01期

8 陈宇;张小艳;;基于Driver Studio的PCI设备WDM驱动程序的设计[J];电子器件;2008年03期

9 黄永葵;吴建民;李卫民;;GJB289A-97《数字式时分制指令／响应型多路传输数据总线》系列标准编制与应用[J];航空电子技术;2006年02期

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1 陆园;马俊韬;;基于DSP320F28335实现1553B总线MT模式的技术研究[A];2015年第二届中国航空科学技术大会论文集[C];2015年

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1 刘征;基于PCI9052的多串口通信卡研究与实现[D];中国科学院大学(中国科学院工程管理与信息技术学院);2017年

2 何定铼;基于SoC芯片1553B的BC/RT设计与验证[D];西安电子科技大学;2017年

3 顾秋萍;基于PCI总线的串行通讯控制器的设计[D];东南大学;2016年

4 王梦雪;PCI数据采集系统的WDM驱动程序与上位机程序设计[D];南京理工大学;2015年

5 贾宝奇;基于CPCI的1553B航空总线模块的设计与实现[D];哈尔滨工业大学;2014年

6 邓林;基于DSP和1553B总线的航空发动机数控系统的设计与实现[D];上海交通大学;2014年

7 冯新华;PCI高速数据采集模块设计[D];电子科技大学;2014年

8 张子明;基于BU-61580的1553B总线通讯模块的设计和研制[D];南京航空航天大学;2014年

9 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

10 程海全;基于PCI的航天相机实时仿真测试系统设计[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2010年

本文编号：2625373