基于 sopc 的1553b 总线接口逻辑设计

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1、基于SOPC的1553B总线接口逻辑设计作者：王海滨（WANGHai-bin）单位：海军飞行学院（NavalFlyingAcademy）Designof1553BBusInterfaceLogicBasedonSOPC(海军飞行学院)王海滨WANGHai-bin摘要:针对1553B总线协议控制器基本依赖于进口专用芯片现状，提出了以Xilinx公司Virtex-IIProFPGA为核心实现1553B总线接口逻辑的系统设计方案。采用SOPC技术，将PowerPC405硬核处理器与总线接口逻辑集成在一片FPGA上，从而使系统集成度高、功能强大、扩展性强。通过测

2、试表明，系统工作稳定可靠，满足1553B总线协议标准。关键词:1553B总线;SOPC;硬核处理器;现场可编程门阵列(FPGA)中图分类号:TP336文献标识码:AAbstract:Accordingtothepresentsituationof1553Bbuscontrollerwhichisbasicallydependingonthespecialimportedchip,thispaperputsforwardthesystemdesignschemethatbasesontakingXilinxcompany'sVirtex-IIProFPGA

3、ascentretorealizethe1553Bbusinterface.IntegratingPowerPC405hard-coreprocessorandbusinterfacelogiconaFPGAbyusingSOPCtechnology,thusthisdesignmakesthesystemhashighintegration,powerfulfunctionandstrongexpandability.Thetestresultindicatesthatthesystemisstableandreliableinworkandcanme

4、etthestandardrequirementof1553Bbusprotocol.Keywords:1553Bbus;SOPC;hard-coreprocessor;FPGA1引言数据总线是飞机航电系统中首先运用的数字电子设备之一，MIL-STD-1553B就是其典型代表，它利用一条屏蔽的双绞线进行带有时钟信息的数据传输。1553B具有高可靠性的特点，它已经成为我国航空航天领域广泛采用的军用总线标准。由于1553B总线协议控制器基本依赖于进口的专用芯片，价格昂贵，还受到限制，并且这些芯片需要很多外围的硬件电路配合工作，如果完成整个总线接口板的设计，还

5、需要单独的MCU，集成度不高，这样就在某种程度上限制了设计能力。随着嵌入式技术的发展，可编程片上系统设计(SystemonaProgrammableChip,SOPC)技术已经在很多领域得到实际应用。本文采用SOPC技术，以Xilinx公司的Virtex-IIProFPGA为核心，实现1553B总线传输协议的接口逻辑设计。21553B数据总线传输协议简介现在广泛采用的1553B标准是根据1973年军标1553原版基础上发展而来的。1553B是一种集中控制式、飞机内部时分指令/响应型多路串行数据总线标准，具有高可靠性和灵活性，已经成为现代航空机载系统设备互

6、联的关键技术，广泛应用于飞机、舰船等武器平台上。1553B数据总线的传输速率为1Mbps，协议规定3种字：命令字、数据字和状态字。字的长度为20个bit，且由3部分组成：同步头(3bit),消息块(16bit)和奇偶位(1bit)。信息量最大长度为32个字。总线系统由一个总线控制器(BC)与不多于31个的远程终端(RT)组成，有时系统中还可以加入总线监控器(MT)，由于终端类型的不同，可辨别出命令字和状态字，命令字由BC发出，而状态字则由RT发出。总线上传输的信息格式主要有BC到RT，RT到BC，RT到RT，广播方式和系统控制方式。3系统结构及功能系统采

7、用Xilinx公司的Virtex-IIProXC2VP30FPGA为核心，其内部带有2个PowerPC405处理器核。总线接口协议实现是基于XilinxVirtex-IIPro开发系统平台的，Virtex-IIPro开发平台是整个系统的核心，可以快速的搭建1553B总线实现平台。系统的硬件平台主要由Virtex-IIPro开发板、总线转换器、总线终端设备和PC机构成，系统结构如图1所示。FPGARS232RS232电源电源串口串口UART通信模块POWERPCPCPC机机SDRAM处理器终端设备终端设备总线终端总线终端SDRAM用户接口逻辑扩展槽扩展槽设

8、备设备EPROMEPROM1553B总线协议模块USBUSB加载加载总线转换器1