基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现.pdf

基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现涉及到了FPGA、1553B总线标准、SM61864G3协议芯片以及相关的硬件设计等多个知识点。以下是对这些知识点的详细解释： FPGA（现场可编程门阵列）是一种可以通过编程来实现用户自定义逻辑功能的半导体器件。其灵活性和高性能使其在航空航天、通信、数据处理等领域得到了广泛应用。FPGA内部具有大量的可编程逻辑单元，通过编程可以将其配置为实现各种数字逻辑电路的功能。此外，FPGA还支持实现并行处理，能够处理多路数据流，这对于需要高实时性和可靠性的航空电子设备尤为重要。 MIL-STD-1553B是美国军方为武器系统中的电子设备间通信而制定的一种数据总线标准。它作为一种串行多路复用双绞线数据总线，具备时间确定性、可靠性高、抗干扰能力强等特点。1553B总线规定了三种类型的组件：总线控制器（BC）、远程终端（RT）以及总线监视器（BM）。这些组件能够高效地在各子系统之间传输数据，从而为飞机的综合航电系统提供集成化的通信解决方案。 SM61864G3是用于1553B总线通信的专用协议芯片，它集成了数字协议控制电路、双路总线收发器等模块。该芯片的工作模式和功能由其引脚的配置决定，可以完成1553B通信系统的传输层、数据链路层和物理层接口功能。通过FPGA来控制SM61864G3芯片的配置寄存器和内部RAM，可以实现数据的传输。 文章中提到的硬件系统设计，包括使用Xilinx公司的XQ5VSX95T FPGA和深圳国微公司的SM61864G3协议芯片。硬件设计通过FPGA与SM61864G3之间的接口实现了数据的处理和控制逻辑，并采用了模块化设计，以便于软件移植和后期维护。 在1553B总线的耦合方式上，分为直接耦合和变压器耦合。直接耦合方式下，传输距离较短，一般为30.5cm左右；而变压器耦合方式因为其较长的传输距离（约6.1m），适合于某些特殊的通信环境。在文章所描述的项目中，采用变压器耦合的方式来连接SM61864G3与1553B总线，保证了信号的有效传输。 在远程终端的设计流程中，包含了初始化模块、中断控制模块和数据处理模块。初始化模块负责上电自检和相关配置寄存器的初始化，而中断控制模块用于接收和响应1553B总线上的数据中断信号。数据处理模块则实现了根据总线数据标志位来处理接收到的数据，并完成数据发送的逻辑。 为了实现1553B总线通信，需要遵循一定的设计方法。文章中重点研究了RT模式的应用，并进行了试验验证。在实际应用中，机载显示器通过1553B总线与其他设备进行信息交互，其不仅能够接收数据，还能根据飞行员的操作指令发送指令数据。 1553B总线接口技术的研究与实现是一门涉及到通信协议、集成电路设计、信号处理和系统集成的综合性技术。通过FPGA的灵活可编程性以及SM61864G3协议芯片的高性能，能够满足机载设备之间复杂任务和可靠数据通信的需求。这一技术的发展对于提高航空电子系统的集成度、提升数据传输的准确性和稳定性具有重要作用。