1553B總線(xiàn)遠程端點(diǎn)數據鏈路層協(xié)議的FPGA實(shí)現

2 1553B遠程端點(diǎn)數據鏈路層協(xié)議的FPGA實(shí)現的總體設計
1553B遠程端點(diǎn)數據鏈路層協(xié)議的FPGA實(shí)現一共分為4個(gè)模塊：序列解析模塊、命令解析模塊、發(fā)送模塊和上層交互模塊。整個(gè)協(xié)議實(shí)現采用時(shí)序驅動(dòng)的方式進(jìn)行，時(shí)鐘頻率為8 MHz，下面就按照數據進(jìn)入的順序介紹整個(gè)協(xié)議的FPGA實(shí)現過(guò)程。
2．1 序列解析模塊
這個(gè)模塊接收從收發(fā)器接收的信號序列，先后進(jìn)行同步頭檢測，曼碼解碼，奇偶校驗，ID檢測等步驟，最后給命令解析模塊一個(gè)只包含命令信息的16位數據，以及其字特性。其實(shí)現流程如圖1所示。

序列解析模塊首先對進(jìn)入的總線(xiàn)序列進(jìn)行同步頭檢測，如果有效，則進(jìn)行曼徹斯特碼解碼。曼徹斯特碼解碼是在同步頭檢測有效時(shí)同步開(kāi)始的，它在同步頭檢測有效后每隔1 000μs對序列采樣一次，并把采樣值作為解碼值，同時(shí)判斷在采樣時(shí)序列是否發(fā)生了跳變，如果發(fā)生，則說(shuō)明序列滿(mǎn)足曼徹斯特碼編碼，否則認定序列存在編碼錯誤，停止解碼并置位錯誤寄存器，而第一次采樣是在同步頭檢測有效后250ns。解碼完成后進(jìn)行奇偶校驗，接收模塊對有效序列進(jìn)行奇偶校驗，如果奇偶校驗錯誤，則丟棄這個(gè)序列，同時(shí)置位消息差錯位；如果奇偶校驗正確，則進(jìn)入ID檢測部分。奇偶校驗在VerilogHDL中通過(guò)位異或就可以實(shí)現。
當奇偶校驗正確以后，接收模塊就根據從同步頭檢測得到的字類(lèi)型進(jìn)行不同操作。對于數據字，接收模塊收到序列后就檢測等待數據字寄存器的值，如果不為零，則把這個(gè)數據放入到接收緩沖器中，如果等待數據字寄存器的值為1，則首先把寄存器清零，然后把中斷請求信號置位，最后把狀態(tài)寄存器的值放入發(fā)送緩沖器中，并通知發(fā)送模塊發(fā)送以及復位等待數據字寄存器，否則把等一待數據字寄存器的值減1，等待下一個(gè)字的到來(lái)。如果等待數據字寄存器值為零，則認為傳輸錯誤，丟棄這個(gè)數據字。對于命令字，接收模塊進(jìn)行ID驗證，檢查所收到的命令是否是總線(xiàn)控制器發(fā)給本節點(diǎn)的。它提取所收到的16位有效信息序列中的高5位，與本節點(diǎn)的ID比較，如果不相同，則丟棄這個(gè)序列，等待下一個(gè)序列的到來(lái)；如果相同，則表示這個(gè)序列是總線(xiàn)控制器發(fā)給本節點(diǎn)的命令，保存命令，啟動(dòng)命令解析模塊。
2．2 命令解析模塊
命令解析模塊完成對收到的命令字進(jìn)行解析，對收到的數據進(jìn)行存儲的工作。命令解析模塊是整個(gè)協(xié)議的核心，它負責把總線(xiàn)控制器傳給本節點(diǎn)的命令翻譯成本節點(diǎn)的操作，并執行相關(guān)動(dòng)作。其工作流程如圖2所示。

假設命令字存放在寄存器CMD―REG[15：0]中，則命令解析模塊首先檢測CMD REG[9：5]，如果CMD REG[9：5]不為全1或者全0，就表示總線(xiàn)控制器給節點(diǎn)的是數據傳輸命令；命令解析模塊則繼續檢測CMD REG[10]位，如果為1，則表示總線(xiàn)控制器要求本節點(diǎn)發(fā)送數據，同時(shí)用CMD REG[4：0]指定了需要發(fā)送的數據長(cháng)度；命令解析模塊在收到這個(gè)命令后就把相關(guān)的數據和狀態(tài)寄存器的值裝入發(fā)送緩沖器中，并通知發(fā)送模塊進(jìn)行發(fā)送。如果CMD REG[10]位為O，則表示總線(xiàn)控制器要求本節點(diǎn)接收數據，同時(shí)也用CMD REG[4：0]指定了接收數據的長(cháng)度，而用CMD REG[9：5]指定了數據接收子節點(diǎn)的ID，命令解析模塊在收到這個(gè)命令以后就把CMD REG[4：O]裝入等待數據字寄存器中，等待后繼數據字的到來(lái)。如果CMD REG[9：5]為全1或者全O，則表示總線(xiàn)控制器傳輸的控制命令字，并通過(guò)CMD REG[4：0]指定了相應的命令方式代碼。對于命令方式代碼，命令解析模塊根據1553B總線(xiàn)標準對不同方式代碼進(jìn)行相關(guān)的寄存器置位操作。
2．3 發(fā)送模塊