基于1553B總線(xiàn)的PC/104測控系統
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1．概述
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/201612/328789.htmMIL-STD-1553是為數據總線(xiàn)定義的軍方標準。這種數據總線(xiàn)被用來(lái)為各種的系統之間的數據和信息的交換提供媒介，它類(lèi)似“局域網(wǎng)或者LAN”。
MIL-STD-1553總線(xiàn)的傳輸速度為每秒1M比特，字的長(cháng)度為20個(gè)比特，數據有效長(cháng)度為16個(gè)比特，信息量最大長(cháng)度為32個(gè)字，傳輸方式為半雙工方式，傳輸協(xié)議為命令/響應方式，故障容錯有典型的雙冗余方式，第二條總線(xiàn)處于熱備份狀態(tài)；信息格式有BC到RT、RT到BC、RT到RT、廣播方式和系統控制方式；能掛31個(gè)遠置終端，終端類(lèi)型有總線(xiàn)控制器（BC）、遠置終端（RT）和總線(xiàn)監聽(tīng)器（BM）；傳輸媒介為屏蔽雙絞線(xiàn)，MIL-STD-1553總線(xiàn)耦合方式有直接耦合和變壓器耦合。
本系統采用美國EXC系列MIL-STD-1553總線(xiàn)卡和美國Ampro公司CM420CPU卡使整個(gè)系統能在苛刻環(huán)境下使用，抗沖擊、振動(dòng)，并可以通過(guò)PC104進(jìn)行能夠擴展各種功能卡。溫度范圍為在-40°C 到 +85°C。
實(shí)時(shí)操作系統采用美國Ardence公司的Phar Lap Embedded ToolSuite(ETS)操作系統。ETS是一個(gè)多任務(wù)的實(shí)時(shí)操作系統，非常容易使用，并且有著(zhù)極其健壯的、確定的性能。ETS被大量的客戶(hù)應用在極其苛刻的環(huán)境下，證明其性能非?？煽?。
2．ETS實(shí)時(shí)系統簡(jiǎn)介
ETS是美國Ardence公司開(kāi)發(fā)的一個(gè)高性能的微內核可定制裁減的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統。ETS非常容易使用，開(kāi)發(fā)人員可以在幾天甚至幾個(gè)小時(shí)之內就完成ETS系統的開(kāi)發(fā)。ETS的開(kāi)發(fā)包(SDK)提供集成到標準Microsoft Visual Studio開(kāi)發(fā)環(huán)境的一整套開(kāi)發(fā)工具。通過(guò)用ETS開(kāi)發(fā)套件的Visual System Builder工具，開(kāi)發(fā)人員可以根據自己的需求來(lái)選擇內核組件，快速定制剪裁出自己的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統。ETS被設計成基于Win32 API的操作系統，因此所有標準的Windows風(fēng)格被繼承，包括API函數，內存管理，互斥體，信號量等Windows開(kāi)發(fā)者習慣的一些用法。這使我們可以利用我們已有的編程經(jīng)驗，大大說(shuō)短了ETS的開(kāi)發(fā)周期。
ETS是微內核的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統。因此其適合于對系統大小、實(shí)時(shí)性、健壯性要求高的場(chǎng)合。也非常適合于有較復雜圖形界面要求的場(chǎng)合。主要用于如下的領(lǐng)域：
●● 航空、航天、軍事的機載、車(chē)載、艦載設備
●● 分布式實(shí)時(shí)仿真
●● 工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化
●● 運動(dòng)控制、機器人和數控設備
●● 實(shí)時(shí)數據采集、測量
●● 醫療儀器、設備
ETS的應用架構如圖1所示。其特別適合運行在PC/104、ETX等嵌入式板卡上。ETS開(kāi)發(fā)套件集成的便攜圖形開(kāi)發(fā)包PEG(Portable Embedded GUI)預置很多以類(lèi)庫形式提供的圖形控件，包括多種常用的表格、按鈕，甚至機載車(chē)載設備的儀表等等。這使我們在編寫(xiě)圖形應用時(shí)一步到位，非常方便！
圖 1 ETS應用架構
ETS實(shí)時(shí)系統的突出優(yōu)勢如下：
●● 亞微秒級的實(shí)時(shí)性。持續的中斷觸發(fā)速率高達30KHz
●● 微內核。支持I/O圖形輸出和TCP/IP的內核小于500kB
●● 完全的Win32 API支持
●● 實(shí)時(shí)USB和TCP/IP的支持
●● 設計部署的靈活性。操作系統內核和應用程序既可以集成一起部署，也可單獨相互部署
●● 實(shí)時(shí)的文件系統
●● 完全Web服務(wù)的支持
●● 功能強大的嵌入式圖形開(kāi)發(fā)包PEG。內置11個(gè)不同的人機接口(HMI)類(lèi)庫，有近百個(gè)圖形控件
●● 支持實(shí)時(shí)USB
●● 方便熟悉的應用程序開(kāi)發(fā)工具M(jìn)icrosoft Visual Studio
3．方案構成
4．方案設計
圖 2 測量系統框圖
如圖2所示，該PC/104測量系統主要由5塊標準PC/104尺寸的板卡組成，其中4塊采用成熟的現有板卡,分別是CPU卡、1553B卡、電源模塊卡、模擬輸入/輸出卡。它們之間通過(guò)PC/104總線(xiàn)交換信息。
5．本系統優(yōu)勢
● 可在極其惡劣的環(huán)境下使用，保證在-40°C 到 +85°C溫度范圍內、強沖擊振動(dòng)條件下可靠工作
● 體積小，便攜
● 可擴展，根據需要插入其它PC/104板卡，實(shí)現額外的功能
● 操作系統實(shí)時(shí)性能強大，開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)便，它既有DOS的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又克服了其缺點(diǎn)，同時(shí)我們已有的在
● DOS下的應用程序又能很方便地移植過(guò)來(lái)
● 圖形界面豐富，開(kāi)發(fā)快速
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