[發(fā)明專利]一種基于FPGA的FC-AE-1553總線控制器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410110315.1
• 申請(qǐng)日: 2014-03-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103823784A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱浩文;魏文超;王曉平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海航天電子通訊設(shè)備研究所
• 主分類號(hào): G06F13/40
• 分類號(hào): G06F13/40;G06F13/42
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高速光纖總線傳輸技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于FPGA的FC-AE-1553總線控制器。

?

背景技術(shù)

隨著我國(guó)航天技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)地觀測(cè)和空間科學(xué)等遙測(cè)器的復(fù)雜度越來(lái)越高，飛行器開(kāi)始向多種載荷聯(lián)合觀測(cè)發(fā)展，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量巨大，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸總線的速率、可靠性、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等提出了更高的要求，傳統(tǒng)MIL-STD-1553B總線在傳輸性能、傳輸帶寬、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等方面逐漸顯現(xiàn)出其局限性，已不能滿足現(xiàn)代航天電子系統(tǒng)發(fā)展需求。因此，采用新型總線替代原有傳統(tǒng)1553B總線已成為必然，這種總線必須適應(yīng)航天器復(fù)雜環(huán)境，具有靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，能進(jìn)行高速、可靠地?cái)?shù)據(jù)傳輸。

FC-AE-1553總線是一種新興的軍用高可靠、高速光纖總線，其協(xié)議由美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（ANSI）制定，定義了MIL-STD-1553B協(xié)議到光纖通道（FC）高層協(xié)議的映射，它為光纖1553總線控制器的開(kāi)發(fā)提供了協(xié)議支撐。和傳統(tǒng)1553B總線一樣，F(xiàn)C-AE-1553定義了一個(gè)命令/響應(yīng)式的總線標(biāo)準(zhǔn)，但是在總線容量、傳輸速率、可靠性等方面均有很大的提高。同時(shí)，F(xiàn)C-AE-1553總線采用光纖傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，抗干擾能力、擴(kuò)展能力強(qiáng)，十分適合復(fù)雜航天器的電子系統(tǒng)組網(wǎng)和多終端通信。此外，F(xiàn)C-AE-1553一個(gè)十分重要的特性就是支持通過(guò)橋接的方式將現(xiàn)有傳統(tǒng)1553B總線接入光纖1553網(wǎng)絡(luò)，從而最大限度保留現(xiàn)存1553B設(shè)備，節(jié)約資源，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)1553B總線的平滑升級(jí)。因此，F(xiàn)C-AE-1553總線是航天高速、高可靠數(shù)據(jù)總線的發(fā)展方向。

因此，有必要提出一種能夠?qū)崿F(xiàn)FC-AE-1533總線傳輸?shù)幕贔PGA的FC-AE-1553總線控制器，以解決現(xiàn)有傳統(tǒng)1533B總線不能滿足當(dāng)前航天器日益增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)傳輸需求的問(wèn)題。

?

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明旨在于為航天或其他高速數(shù)據(jù)系統(tǒng)提供一種高速、穩(wěn)定、可靠并具有通用性、可移植性和可擴(kuò)展性的基于FPGA的FC-AE-1553總線控制器，用于復(fù)雜航天電子系統(tǒng)的FC-AE-1533總線組網(wǎng)，完成電子設(shè)備之間信息的交互共享，適應(yīng)于航天電子系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制與實(shí)時(shí)響應(yīng)功能需求。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于FPGA的FC-AE-1553總線控制器，所述基于FPGA的FC-AE-1553總線控制器包括FC-AE-1553協(xié)議處理器、用戶接口模塊、存儲(chǔ)模塊和電源管理模塊，所述FC-AE-1553協(xié)議處理器分別連接所述用戶接口模塊、所述存儲(chǔ)模塊和所述電源管理模塊，通過(guò)所述電源管理模塊提供所述基于FPGA的FC-AE-1553總線控制器的穩(wěn)定電源，通過(guò)所述用戶接口模塊實(shí)現(xiàn)用戶和總線之間的信息交互，通過(guò)所述FC-AE-1553協(xié)議處理器實(shí)現(xiàn)協(xié)議處理邏輯，并通過(guò)所述存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)。

較佳地，所述基于FPGA的FC-AE-1553總線控制器還包括一光電轉(zhuǎn)換模塊和晶體振蕩器，所述FC-AE-1553協(xié)議處理器分別連接所述光電轉(zhuǎn)換模塊和所述晶體振蕩器；通過(guò)所述晶體振蕩器提供頻率參考源，通過(guò)所述光電轉(zhuǎn)換模塊對(duì)輸入至所述FC-AE-1553協(xié)議處理器的輸入信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。

較佳地，所述FC-AE-1553協(xié)議處理器為基于可編程邏輯的FC-AE-1553協(xié)議處理器。

較佳地，所述FC-AE-1553協(xié)議處理器包括一可編程的FPGA；其中，所述FC-AE-1553協(xié)議處理器符合ANSI?FC-AE-1553總線協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，用于完成FC-AE-1553總線協(xié)議處理；所述FC-AE-1553協(xié)議處理器支持MIL-STD-1553B總線到FC-AE-1553總線的橋接，所述FC-AE-1553協(xié)議處理器支持的總線數(shù)據(jù)傳輸速率高且可配置。

較佳地，所述FC-AE-1553協(xié)議處理器使用緩沖到緩沖的流量控制來(lái)調(diào)節(jié)端口之間的幀發(fā)送速率，從而實(shí)時(shí)監(jiān)控通信雙方的緩沖區(qū)信用量。

較佳地，所述FC-AE-1553協(xié)議處理器還包括一命令寄存器和狀態(tài)寄存器，用戶通過(guò)所述命令寄存器和所述狀態(tài)寄存器對(duì)所述FC-AE-1553協(xié)議處理器的工作模式進(jìn)行配置，并實(shí)時(shí)監(jiān)控所述FC-AE-1553協(xié)議處理器的工作狀態(tài)；其中，所述FC-AE-1553協(xié)議處理器支持所述FC-AE-1553協(xié)議定義的總線控制器和總線終端兩種工作模式。