[發明專利]一種1553B總線協議IP核

有效

• 申請號: 201210295598.2
• 申請日: 2012-08-17
• 公開（公告）號: CN102831096A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 周莉;安軍社;李憲強;解彥
• 申請（專利權）人: 中國科學院空間科學與應用研究中心
• 主分類號: G06F13/40
• 分類號: G06F13/40
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉;楊青

技術領域

本發明涉及數據通信領域，特別涉及一種1553B總線協議IP核。

背景技術

隨著技術的發展，航空航天電子系統已經從簡單的集中控制過渡到目前復雜的分布式系統。美國軍用數據總線標準MIL-STD-1553B(以下簡稱1553B總線)是一種時分制指令響應型串行異步多路數據總線，以其高可靠性、實時性的優異性能廣泛應用于航空、航天、航海及其他武器裝備上。

1553B總線具有雙向傳輸的特性，傳輸協議為命令/響應方式，傳輸速率為1Mbps，采用雙冗余的總線型拓撲結構，具有良好的容錯性和故障隔離。數據編碼采用曼徹斯特II型碼，差分傳輸，一般采用屏蔽雙絞線作為傳輸介質。1553B總線用指令應答方式實現系統通訊，采用冗余通道和奇校驗以及相應的錯誤處理來提高系統的可靠性。

1553B數據總線組成包括一個總線控制器（BC），若干（最多不超過31個）遠置終端（RT）和可選用的總線監控器（MT）。總線控制器負責總線的調度、管理，是總線通訊的發起者和組織者；遠置終端只能被動的接收或發送和自己有關的數據；總線監視器能夠全部或選擇性的監視總線的通訊過程，對通訊狀態進行分析和判斷，給出參與總線通訊的總線控制器和各個遠置終端的運行狀態和健康狀態。

數據總線上的信息流由消息組成，由三種字構成，包括命令字、數據字和狀態字，每條消息包含至少一個、至多兩個命令字，不多于32個數據字，不多于兩個狀態字。1553B總線上信息的最小單位是位bit，每20位形成一個字word，每個字的有效信息為16位，在有效信息位的前面有3位的同步頭，同步頭被分為兩個一個半位，有效信息位的后面有1位校驗位，1553B總線數據傳輸采用奇校驗。

1553B總線技術的上述特點使得它在航天器電子系統中有著廣泛的應用。現有技術中的1553B總線協議IP核具有結構復雜、操作困難、可擴展性差的缺陷。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的553B總線協議IP核所具有的結構復雜、操作困難、可擴展性差的缺陷，從而提供一種結構簡單，靈活性強的1553B總線協議IP核。

為了實現上述目的，本發明提供了一種1553B總線協議IP核，包括AXI從設備接口1、寄存器模塊2、BC模塊3、RT模塊4、RAM仲裁模塊5、共享RAM6、通道選擇模塊7、曼徹斯特編碼模塊8、曼徹斯特解碼模塊9、輸出選擇模塊10、計時器11；其中，

所述的AXI從設備接口1分別連接到寄存器模塊2、RAM仲裁模塊5，所述的寄存器模塊2分別連接到BC模塊3、RT模塊4，所述BC模塊3分別連接到RAM仲裁模塊5、通道選擇模塊7，所述RT模塊4分別連接到RAM仲裁模塊5、通道選擇模塊7，所述RAM仲裁模塊5還連接到共享RAM6，所述通道選擇模塊7還分別連接到曼徹斯特編碼模塊8、曼徹斯特解碼模塊9，所述曼徹斯特編碼模塊8、曼徹斯特解碼模塊9各自連接到輸出選擇模塊10。

上述技術方案中，所述寄存器模塊2包括BC和RT共用的配置寄存器、中斷清除寄存器、時間標簽寄存器、中斷狀態寄存器，BC的幀開始寄存器、幀停止寄存器，和RT的請求矢量字寄存器、請求標志位寄存器、錯誤狀態寄存器。

上述技術方案中，所述共享RAM6包括消息控制說明區和數據區；其中，所述數據區包括發送數據區與接收數據區，發送數據區和接收數據區的大小通過配置寄存器進行配置；所述消息控制說明區分為RT部分和BC部分，RT的消息控制說明區用于存儲RT的非法指令表、子地址控制字和消息描述棧；BC的消息控制說明區用于存儲組成BC幀的消息說明。

上述技術方案中，所述RAM仲裁模塊5在仲裁時的基本原則為：BC或RT的讀寫具有高優先級，能夠打斷CPU讀寫；CPU寫操作的優先級高于讀操作。

上述技術方案中，所述BC模塊3負責總線調度管理，包括協議控制單元、RT發送單元、RT接收單元、RT到RT單元、廣播單元、多路選擇器單元；其中，協議控制單元完成消息的管理、分析和調度；RT發送單元用于處理1553B總線中RT至BC傳輸形式的消息；RT接收單元用于處理1553B總線中BC至RT傳輸形式的消息；RT到RT單元用于處理1553B總線中RT至RT和RT至RTS傳輸形式的消息；廣播單元用于處理1553B總線中BC至RTS傳輸形式的廣播消息；多路選擇器單元根據BC當前處理消息的類型選擇相應模塊的信號輸出到BC功能模塊外的通道選擇模塊和RAM仲裁模塊。