基于compactpci总线的多功能串行通信接口设计

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1、分类号密级UDC注1学位论文基于CompactPCI总线的多功能串行通信接口设计（题名和副题名）张国伟（作者姓名）指导教师姓名黄建国教授电子科技大学成都（职务、职称、学位、单位名称及地址）申请学位级别硕士专业名称测试计量技术及仪器论文提交日期2011年4月11日论文答辩日期2011年5月20日学位授予单位和日期电子科技大学答辩委员会主席评阅人2011年05月30日注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方

2、外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：日期：年月日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定

3、）签名：导师签名：日期：年月日万方数据摘要摘要目前，航空机载电子设备接口的多样化致使设备间的数据通信困难，并且使对设备检测和维护效率大大降低。为了解决这一难题，并针对机载设备常用的串行接口，本课题研制了基于CompactPCI总线的多功能串行通信接口板卡。它不但能够实现多台不同串口设备之间高效率数据通信，而且能方便地完成对多台机载设备的自动检测的功能。本课题采用CompactPCI总线控制芯片+FPGA+电平转换电路的设计方案，来实现基于CompactPCI总线的3路RS-232、3路RS-422和3路ARINC-429串行总线通信接

4、口的设计。CompactPCI总线负责本通信接口板卡与主控机进行数据通信，其总线接口控制芯片选用的是由PLX公司提供的PCI9030。利用可编程逻辑器件FPGA来实现UART和ARINC-429数据收发协议，其中包括数据缓存、数据格式转换和数据收发处理。电平转换电路是为了实现FPGA的LVTTL电平与各串口信号标准电平之间转换，其中RS-232和RS-422串行总线接口的电平转换电路分别采用MAX211E和MAX3490E转换芯片来完成；而ARINC-429总线接口的电平转换电路则采用运算放大器和比较器搭建而成，来取代专用的调制解调芯

5、片，进而降低研制成本。在本课题设计中，可编程逻辑器件FPGA是整个通信接口板卡的核心器件，它主要负责各串行总线数据传输协议逻辑电路实现。并且每路通道都设计了两个独立的发送和接收FIFO作数据缓存器，用来协调总线数据传输速率匹配问题。利用现场可编程门阵列FPGA器件来实现接口数据通信和串行通信协议，不仅有利于对接口总线数据传输规范的更改或系统升级，而且大大降低了通信接口研制成本。FPGA的设计是采用VerilogHDL描述性语言对系统各逻辑模块的RTL代码编写，并在集成开发环境QuartusⅡ6.0平台上来完成整个接口系统的设计、综合实

6、现和布局布线，并借助于ModelSimSE6.0仿真工具对各功能模块的逻辑进行仿真。最后，将设计完成的通信接口板卡与相应的驱动程序联合测试结果表明：本设计通信接口板卡可以准确可靠的进行数据通信，而且实现了课题的所有功能和指标要求。关键字：CompactPCI，串行通信接口，FPGA，ARINC-429，UARTI万方数据ABSTRACTABSTRACTPresently,thediversificationofairborneelectronicequipmentinterfaceresultedtothedatacommunicat

7、ionsbetweendevicesdifficult,andgreatlyreducestheefficiencyofdetectingandmaintenanceofdevices.Tosolvethisproblem,andairborneequipmentcommonlyusedforserialinterface,thesubjectdevelopedamulti-functionserialcommunicationinterfaceboardbasedonCompactPCIbus.Notonlytoachievemor

8、eefficientdatacommunicationbetweendifferentserialdevices,butalsocanmoreeasilycompletethefunctionoftheautomatic