基于fpga的航电接口板设计

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1、锗论硕士论文业控制等领域，如海军将其应用于水上舰艇和水下潜艇(5】，陆军将其用在坦克和其它战车上t61。本项目中，某型飞机的电子系统就是采用了1553B航电总线标准，为了实现飞机上的电子系统与外部嵌入式航路控制器之间的高速数据交换，需要设计一个航空电子总线接口。由于嵌入式航路控制器属于一次性设备，而且1553B总线专用接口芯片价格比较昂贵，如果在航路控制器上直接内置1553B总线接口，会导致一次性使用成本过高，无法大面积使用。因此，考虑将嵌入式航路控制器的接口设计成RS-422串行总线接口，并利用EDA技术设计一个基于FPGA的航电接口板，控制航电总线与RS-422串行总线之间的数据传输。

2、在这种设计方案中，航电接口板被设计成符合1553B协议标准的远程终端，而将已有的嵌入式航路控制器作为航电接口板的子系统接入到航电总线中，从而实现1553B航空电子总线与RS．422串行总线之间的高速数据传输。1．2国内外发展现状根据项目背景的介绍，本项目的主要任务是采用FPGA设计航电接口板，实现1553B航电总线与RS-422串行总线之间的高速数据传输。下面将对1553B航电总线、RS-422串行总线以及可编程逻辑器件等技术在国内外的发展作简要介绍。1．2．1155313总线发展概述上个世纪60年代，由于综合火控系统技术的提高以及远距离空战武器的使用，战斗机的作战性能得到了很大的提高。但

3、是由于作战信息数据总量暴涨，而设备之间的接口各不相同，相互之间的连接难度比较大，成为作战性能提高的瓶颈，同时由于缺乏统一的标准，开发、维护和改进的成本不断上升。于是在1973年8月，美国军方和政府公布了军用标准1553数据总线(MⅡ，STD．1553(USAF))，随后美国空军首次在F-16战斗机中采用了此总线标准。随着该技术的改进和完善，美国在1975年公布了改进版军用标准1553A(M凡．STD．1553A)，该标准现在仍然使用在部分空军F-16型战斗机和AH．64A型“阿帕奇”攻击直升机上。美国又于1978年公布了军用标准MIL-STD．1553B数据总线(MIL-STD．1553B

4、)，1980年后美国空军在M】匝广S，ID。1553B标准上进行了改进，推出了ⅫnSTD．1553BNoticel标准；由于这一标准的限制较多，随后美国空军在1986年又推出了MⅡ，STD．1553BNotice2标准tTltl‘]a但现在仍然是以军用标准MIL-S'rD．1553B为主。1553B总线技术已经在国外得到了广泛应用，它已成为一种普遍应用于武器系统的实时总线标准，并且由于其在实时控制方面的优越性，在工业控制方面亦获得2南京理工大学硕士学位论文墓：PFPGA的航电接口掇设计了广泛的应用。美国在1553B总线的研究领域走在世界的前列。美国DDC公司设计的一系列1553B总线的控制

5、芯片由于性能优良、技术成熟，占据了相当大的市场份额。国内从20世纪80年代开始研究1553B航电总线技术，并制定了相应的标准。目前，我国已经研制成功具有自主知识产权的1553B航电总线协议接口芯片。在我国最新研制的枭龙战机的航空电子系统中就采用了1553B航电总线标准。枭龙战机的航空电子系统主要通过两条互为余度的1553B航电总线对各个子系统和设备进行连接，其中两台互为备份武器任务管理计算机(w燃)作为枭龙战机航空电子系统控制和管理的核心，采用PPC处理器，通过运行系统作战飞行软件包(OFP)程序，完成整个航空电子系统的任务管理和操纵控制，以及火控解算、外挂管理、信息综合、显示控制、语音告

6、警和数据传输等任务[91。1．2．2RS-422串行总线发展概述RS-422总线是一种单机发送、多机接收的单向、差分传输的总线，它是在RS-232总线的基础上经改进与完善而来[1叨。RS-422总线允许在一条平衡总线上连接最多10个接收器，即一个主设备(Master)，其余为从设备(Slave)，并且从设备之间不能遇信““。RS-422总线改进了RS-232总线通信距离短、速率低的缺点，将传输距离延长到4000英尺(约1219米，速率低于加loKbps时)，最大传输速率增至10Mbps。正是由于这些优点，使得RS-422总线在数据通讯中得到了大量的运用。随着微电子设计技术与工艺的发展，数字

7、集成电路从电子管、晶体管、中小规模集成电路、超大规模集成电路逐步发展到今天的专用集成电路(ASIC)。ASIC的出现降低了产品的成本，提高了系统的可靠性，推动了社会的数据字化进程。但ASIC因其设计周期较长，改版投资大，灵活性差等缺陷制约着它的应用范围。硬件工程师希望有一种更灵活的设计方法，根据需要，在实验室就能设计、更改大规模数字逻辑，研制自己的ASIC并马上投入使用，于是就提出了可编程逻辑器件的概念【12】。可编程逻