基于SOPC的1553B总线接口的研究与设计

发布时间：2020-04-27 13:53

【摘要】：随着计算机和微电子技术的快速发展，车辆中的电子系统越来越复杂，功能越来越多，各子系统间的数据交换也相应地变多，对系统的实时性和可靠性提出了更高的要求。为了减少布线复杂度、提高系统实时性和可靠性、降低成本，提高系统的整体性能，本课题采用MIL-STD-1553B总线实现车辆电子系统的内部通信。利用总线技术减少硬件资源（尤其是传感器数量），降低系统的开发难度，提高系统扩展的灵活性。该总线最早用于航空、舰艇、军车等军用领域，现在还应用在工业和商业项目中，比如产品生产线、汽车等。 本文比较了MIL-STD-1553B总线接口的各种实现方案，对其中的关键技术进行了分析和研究，提出了基于FPGA的嵌入Nios II软核的SOPC设计方案。课题中利用Altera公司的FPGA和verilog实现符合1553B标准的曼彻斯特码编码和解码方案，并搭建了SOPC的软硬件平台，采用Nios II处理器控制曼彻斯特码编解码器，实现消息的发送、接收和存储。本课题硬件上采用了Cyclone II系列FPGA的EP2C5Q208C8N芯片，以其为核心的开发板硬件资源包含了：1MbEPCS1、8MB SDRAM、2MB Flash、 JTAG、 UART、 USB、 LCD等。在该FPGA开发平台上实现了Nios II CPU软核、曼彻斯特码编码器、解码器、PLL等硬件逻辑。Altera公司的Quartus II提供了完善的SOPC设计方案。课题中在搭建完硬件平台后利用Nios II IDE进行软件开发。课题选用uc/OS-II嵌入式操作系统，根据系统的硬件特性，对该系统进行了适当的定制，，再结合Nios II CPU的软件编程实现对1553B总线上的信号处理，通过软件的方式实现了BC、RT的接口功能。 国外的1553B板卡或专用协议处理芯片价格昂贵，而且购买和使用上受到限制。如果自主开发1553B相关产品，就能有效降低产品成本并摆脱受制于外国的局面。与采用1553B板卡、MCU+专用协议处理芯片、MCU+FPGA方案相比，该方案在成本、集成度、系统体积、功耗、灵活性上有较大的优势，而且为自主设计1553B专用协议处理芯片做了技术的前期准备。
【学位授予单位】：福州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TP334.7

【参考文献】

相关期刊论文 前9条

1 张鸣瑞;1553B数据总线传输的可靠性[J];北京航空航天大学学报;1990年01期

2 孙新，林其伟;相关编码──提高测井电缆传输速率的有效途径[J];测井技术;1995年02期

3 李宗金;1553B总线系统的技术指标分析[J];电讯技术;1998年04期

4 顾骧,周东,田忠;用于1553总线控制器的存储管理单元设计[J];电子科技大学学报;2003年03期

5 熊华钢;1553B总线通信技术的应用与发展[J];电子技术应用;1997年08期

6 于德凤;车辆电子学技术在坦克装甲车辆上的应用[J];国外坦克;2005年05期

7 孙旭光;1553B总线系统的可靠性机制[J];系统工程与电子技术;1991年03期

8 梁君,熊华钢;1553B与CAN总线的互连[J];遥测遥控;2003年05期

9 殷伟凤,李国胜;软核处理器Nios系统中断实现机制[J];浙江万里学院学报;2004年02期

本文编号：2642325