基于FPGA和DSP技術(shù)某型飛機(jī)總線系統(tǒng)通訊軟件的設(shè)計(jì)

在分析某型飛機(jī)MILSTD1553B數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)構(gòu)成的基礎(chǔ)上，結(jié)合其通信協(xié)議與其消息傳輸格式，建立了某型飛機(jī)總線系統(tǒng)通訊層次結(jié)構(gòu)，并運(yùn)用FPGA和DSP技術(shù)設(shè)計(jì)了此型飛機(jī)總線系統(tǒng)通訊軟件。

目前，隨著工藝和技術(shù)的進(jìn)步，集成電路技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)使得在一個(gè)芯片上集成一個(gè)可編程系統(tǒng)(Programmable System On a Chip，PSOC)成為可能。其中，現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(Field Programmable Gate Array，FPGA)由于其設(shè)計(jì)靈活、速度快，在數(shù)學(xué)專用集成電路的設(shè)計(jì)中得到廣泛的應(yīng)用。數(shù)字信號(hào)處理(DSP)的理論與實(shí)現(xiàn)手段獲得了快速發(fā)展，已成為當(dāng)代發(fā)展最快的學(xué)科之一。由于其高速的處理速度和強(qiáng)大而又靈活的接口與通信能力，在很多領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用[1]。

MILSTD1553B數(shù)據(jù)總線具有雙向輸出特性，實(shí)時(shí)性和可靠性高，廣泛應(yīng)用在當(dāng)代的運(yùn)輸機(jī)和相當(dāng)數(shù)量的民航客機(jī)以及軍用飛機(jī)上。

1 1553B數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)構(gòu)成

1553B總線系統(tǒng)主要由3部分組成：總線控制器BC;遠(yuǎn)程終端RT;數(shù)據(jù)總線D ata Bus。

某飛機(jī)的總線系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。

圖中CIP1為BC，CIP2為CIP1備份，其他子系統(tǒng)都是RT，并且此總線系統(tǒng)是雙余度的，兩套總線互為備份。

CIP1為通信和信息處理系統(tǒng);CIP2為通信和信息處理系統(tǒng)備份;DTE為數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備;INS為慣性導(dǎo)航系統(tǒng);FDR為飛行參數(shù)記錄系統(tǒng);ADC為大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī);IFU為接口組件;FCC為火控計(jì)算機(jī);SMS為外掛管理系統(tǒng);LRS為激光測(cè)距系統(tǒng)。

2 1553B數(shù)據(jù)總線通信協(xié)議

1553B總線的工作頻率是1 Mb/s 。采用曼徹斯特II碼，半雙工工作方式。主要的硬件部分為總線控制器(BC)、遠(yuǎn)端終端(RT)和可選用的總線監(jiān)控器(MT)。一般情況下，這3部分通過(guò)1個(gè)多路總線接口(MBI)來(lái)完成?？砂袽BI嵌在計(jì)算機(jī)內(nèi)。該總線有10種消息格式。每個(gè)消息至少包含2個(gè)字，每個(gè)字有16個(gè)消息位，1個(gè)奇偶校驗(yàn)位和3個(gè)位長(zhǎng)的同步頭，所有的消息字都采用曼徹斯特II碼構(gòu)成。1553B的數(shù)據(jù)總線傳輸?shù)淖值母袷饺鐖D2所示。