[發(fā)明專利]基于MIL-STD-1553B總線的CPCI架構(gòu)的接口板卡

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310019510.9
• 申請日: 2013-01-09
• 公開（公告）號: CN103309837A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳偉
• 申請（專利權(quán)）人: 北京賽維奧軟件科技有限公司;陳偉
• 主分類號: G06F13/42
• 分類號: G06F13/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種緊湊型接口(CPCI)架構(gòu)的計算機板卡，是基于MIL-STD-1553B協(xié)議標準總線接口模塊，即飛機內(nèi)部時分制指令/響應(yīng)式多路傳輸數(shù)據(jù)總線接口模塊，廣泛的用于飛機綜合航電系統(tǒng)、外掛物管理與集成系統(tǒng)，并逐步擴展到飛行控制等系統(tǒng)及坦克、艦船、航天等領(lǐng)域。

背景技術(shù)

1553B總線標準全稱MIL_STD_1553B(以下簡稱1553)，它始于1968年初，1978年9月21日，在獲得正式的書面批準后，作為美國官方的文件公布發(fā)表。該標準作為美國國防部武器系統(tǒng)集成和標準化管理的基礎(chǔ)之一，被廣泛的用于飛機綜合航電系統(tǒng)、外掛物管理與集成系統(tǒng)，并逐步擴展到飛行控制等系統(tǒng)及坦克、艦船、航天等領(lǐng)域。它最初由美國空軍用于飛機航空電子系統(tǒng)，目前已廣泛應(yīng)用于美國和歐洲海、陸、空三軍，而且正在成為一種國際標準。世界上有許多國家引用了這個標準，有的也制定了相應(yīng)的本國的標準(我國為GJB289A-97)。

1553B總線標準由美國軍方制定。支持該標準的協(xié)議芯片有DDC公司的BU-6517X，BU-615XX系列；HOLT公司的HI-61XX系列；UTMC公司的BCRTM等。這些芯片都集成了BC，RT，BM的功能，但這些芯片都由美國公司生產(chǎn)，價格非常昂貴，供貨渠道不穩(wěn)定。為低成本地使用這種可靠性非常好的數(shù)據(jù)總線，采用FPGA設(shè)計并實現(xiàn)遠程端點的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，成為一種實際的需求；通過對1553B協(xié)議的實現(xiàn)能更好的為實際應(yīng)用打下基礎(chǔ)，為1553B總線擴展到4M、10M乃至更高速率提供依據(jù)；為實現(xiàn)1553B總線降低成本提供了技術(shù)上的可能性。

本發(fā)明采用ALTERA的C3系列FPGA，已基本實現(xiàn)1553B的協(xié)議，能夠在一般應(yīng)用中替代國外芯片，如果采用軍品FPGA，通過嚴格的實驗驗證，可以取代進口軍品芯片；本課題現(xiàn)已實現(xiàn)單芯片多功能任務(wù)協(xié)議；進而實現(xiàn)協(xié)議總線速率的升級擴展，擴展至4M、10M。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明“基于MIL-STD-1553B總線的CPCI架構(gòu)的接口板卡”是通過以緊湊型外設(shè)組件互連的形式按照MIL-STD-1553B協(xié)議標準與武器各子系統(tǒng)的軟、硬件實現(xiàn)總線連接，通過信息和資源的共享，按照武器的作戰(zhàn)目標，在應(yīng)用層上真正實現(xiàn)功能的綜合。

本發(fā)明擴展實現(xiàn)建立基于ARINC429/629、CAN、ARINC664/AFDX、MIC、1394、FC光纖等協(xié)議標準總線的研制開發(fā)平臺，為航空、航天及相關(guān)軍事和民用領(lǐng)域提供高帶寬通訊、高速數(shù)據(jù)、高速數(shù)據(jù)存儲、高圖像分辨率解決方案，廣泛應(yīng)用于航空、航天、艦船、導(dǎo)彈、裝甲車、坦克等總線系統(tǒng)及民用領(lǐng)域的電子設(shè)備系統(tǒng)。

本發(fā)明要解決的主要問題是：通過FPGA來實現(xiàn)MIL-STD-1553B協(xié)議；用VHDL硬件描述語言實現(xiàn)曼徹斯特碼編、解碼；采用MAX+PLUS?II進行時序仿真；根據(jù)MIL-STD-1553B協(xié)議，設(shè)計合理的小型化總線驅(qū)動電路；編寫DSP固化程序，使其能夠支持協(xié)議，完成組件化接口組件功能。

本發(fā)明解決方案為：1553B總線即飛機內(nèi)部時分制指令/響應(yīng)式多路傳輸數(shù)據(jù)總線。它用可屏蔽雙絞線進行數(shù)據(jù)傳輸，信號是以串行數(shù)字脈沖的形式進行傳輸，其數(shù)據(jù)代碼用雙相曼徹特碼的形式來表示，其傳輸速率為1Mb/s。1553B數(shù)據(jù)總線上連接有三種類型的系統(tǒng)：①總線控制器(BC)——控制總線上的數(shù)據(jù)傳輸；②遠程終端控制器(RT)——響應(yīng)BC來的命令，執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸；③總線監(jiān)視器(BM)——有選擇地接收數(shù)據(jù)總線上的信息并保存之。每個子系統(tǒng)可以通過1553B總線連接到任何一個子系統(tǒng)。數(shù)據(jù)就是在總線上進行傳輸?shù)摹?/p>

在總線上傳輸?shù)挠腥N類型的字：命令字、狀態(tài)字和數(shù)據(jù)字。每種字的字長為20位，有效信息位是16位每個字的前三位為同步字頭，最后一位為奇校驗位。有效信息(16位)及奇偶校驗位在總線上以曼徹斯特碼的形式進行傳輸，每位占的時間為1μs。同步字頭占三位，或先正后負(命令字、狀態(tài)字)或先負后正(數(shù)據(jù)字)。正/負電平各占1.5μs，即占同位場的一半。由于系統(tǒng)的類型不同，可辨別出命令字和狀態(tài)字，命令字由現(xiàn)行的總線控制器發(fā)出，而狀態(tài)字總是由遠程終端RT發(fā)出。