一種用于ISA總線(xiàn)計算機1553B接口模塊的設計

引言

　　MIL-STD-1553B數據通信技術(shù)已被航空、航海乃至裝甲武器系統所接納，其技術(shù)從1553B總線(xiàn)通信接口的設計到構造大的通信應用系統已被眾多設計師所掌握。但是由于傳統的MIL－STD-1553B總線(xiàn)通信接口模塊結構復雜，功能龐大(邏輯框圖如圖1所示)，使得該模塊的成本很高，有礙于新系統的設計、開(kāi)發(fā)、仿真與研究，目前該技術(shù)的應用被局限在軍工項目中。在工業(yè)控制領(lǐng)域，實(shí)驗室裝配等方面由于接口模塊成本的因素，還沒(méi)有很好地應用起來(lái)。為了迅速充實(shí)該領(lǐng)域，需要一種能滿(mǎn)足應用、價(jià)廉的可插入通用IBM-PC或工業(yè)控制機的1553B－小型、集成、開(kāi)發(fā)、仿真(以下簡(jiǎn)稱(chēng)1553B－SIDE)裝置，用于各種類(lèi)型的MIL-STD-1553B通信系統的開(kāi)發(fā)與仿真。

圖1　傳統總線(xiàn)模塊邏輯框圖

　　美國DDC公司的IDEA(以下簡(jiǎn)稱(chēng)DDC－IDEA)卡是當今較為先進(jìn)的MIL—STD—1553B集成、開(kāi)發(fā)、仿真、模擬產(chǎn)品。該產(chǎn)品功能齊全，使用方便，但是價(jià)格很高。1553B—SIDE是依據DDC—IDEA卡的部分常用功能并結合現有的條件、市場(chǎng)行情為原則進(jìn)行設計。其應用對象是1553B通信系統的開(kāi)發(fā)與仿真，裝配1553B通信實(shí)驗室以及工業(yè)控制領(lǐng)域。

1　1553—SIDE邏輯結構

　　1553—SIDE包含硬件和軟件兩部分的內容，軟件在下面第3節中介紹。
　　1553—SIDE由四部分組成，邏輯框圖如圖2。

圖2　1553B—SIDE邏輯框圖

1.1　1553B部分

　　1553B部分可完成數據串／并、并／串轉換、MachesterⅡ碼編譯碼、同步頭的產(chǎn)生與控制、RT狀態(tài)字的自動(dòng)響應、地址的自動(dòng)識別、各種消息格式和方式代碼的總線(xiàn)傳輸、消息傳輸錯誤檢測，完成電平轉換功能以及直接耦合或變壓器耦合選擇功能。

1.2　存儲器部分

　　存儲器是ISA總線(xiàn)主機與1553—SIDE之間交換信息的媒介，或者稱(chēng)為雙向數據緩沖區，用于存放相關(guān)數據結構和發(fā)送接收的數據。

1.3　控制器部分

　　控制器由可擦除的可編程邏輯門(mén)陣列EP5130芯片完成，它包括了1553—SIDE的譯碼邏輯、ISA總線(xiàn)主機與1553—SIDE訪(fǎng)問(wèn)RAM仲裁邏輯以及中斷ISA總線(xiàn)主機的支持邏輯電路。

1.4　緩沖隔離器部分

　　緩沖隔離器用于數據，地址的緩沖與隔離。它將ISA總線(xiàn)主機與1553—SIDE的內總線(xiàn)隔離開(kāi)來(lái)，使兩者能夠實(shí)時(shí)地并行處理各自的數據。

2　1553—SIDE主要功能及技術(shù)指標

　　航空電子通信系統按網(wǎng)絡(luò )層次可分為五層，1553—SIDE完成四層，即驅動(dòng)層、傳輸層、數據鏈路層和物理層，其中1553—SIDE硬件完成數據鏈路層和物理層的功能，通信軟件完成傳輸層和驅動(dòng)層的功能，應用層由駐留在IBM—PC主機上的應用軟件完成。

2.1　1553—SIDE主要性能

　　a. 1553—SIDE采用BC／RT／MT一體化設計方案，由軟件選擇使用；
　　b. 滿(mǎn)足MIL—STD—1553B標準的各種消息傳輸，方式指令、狀態(tài)位的技術(shù)要求；
　　c. 1553—SIDE與1553B總線(xiàn)(網(wǎng)纜)耦合方式為可選的變壓器耦合或直接耦合，支持雙余度總線(xiàn)結構，其電氣特性滿(mǎn)足MIL—STD—1553B標準；
　　d. 1553—SIDE與IBM／PC的數據交換通過(guò)32K×16位偽雙口存貯器完成；
　　e. 1553—SIDE向ISA總線(xiàn)主機提供兩級中斷信號。