基于1553B飛機總線(xiàn)系統通訊軟件的設計

作者：時(shí)間：2012-09-08 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )

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這5層之間功能劃分明確，接口簡(jiǎn)單，從而為硬軟件的設計實(shí)現奠定良好的基礎［2］。應用層是通信系統的最高層次，他實(shí)現通信系統管理功能（如初始化、維護、重構等）和解釋功能（如描述數據交換的含義、有效性、范圍、格式等）。

驅動(dòng)層是應用層與低層的軟件接口。為實(shí)現應用層的管理功能，驅動(dòng)層應能控制子系統內多路傳輸總線(xiàn)接口（簡(jiǎn)稱(chēng)MBI）的初始化、啟動(dòng)、停止、連接、斷開(kāi)、啟動(dòng)其自測試，監控其工作狀態(tài)，控制其和子系統主機的數據交換。

傳輸層控制多路傳輸總線(xiàn)上的數據傳輸，傳輸層的任務(wù)包括信息處理、通道切換、同步管理等。
數據鏈路層按照MILSTD1553B規定，控制總線(xiàn)上各條消息的傳輸序列。
物理層按照MILSTD1553B規定，處理1553B總線(xiàn)物理介質(zhì)上的位流傳輸。
應用層、驅動(dòng)層在各個(gè)子系統主機上實(shí)現，傳輸層、數據鏈路層、物理層在MBI上實(shí)現。

5 總線(xiàn)系統通訊軟件設計

在某型飛機航空總線(xiàn)系統的設計中，一個(gè)很重要的工作就是總線(xiàn)通訊軟件的設計。航空總線(xiàn)通訊軟件設計包括：驅動(dòng)層和應用層的軟件設計。其中驅動(dòng)層直接驅動(dòng)總線(xiàn)接口板主要完成各個(gè)寄存器的配置，實(shí)現數據的發(fā)送和接收；應用層是設計中的最高層，他管理整個(gè)系統的功能［3］。作為一塊接口板，設計的重點(diǎn)在于驅動(dòng)層的軟件的設計，他包括3個(gè)方面的內容：
（1）FPGA部分的軟件。
（2）DSP部分的軟件。

（3）上位機操作系統驅動(dòng)軟件。
5.1 FPGA程序控制功能

該部分采用VHDL語(yǔ)言編寫(xiě),實(shí)現1553B總線(xiàn)數據的接收、發(fā)送、曼徹斯特II碼、錯誤檢出、奇偶檢驗、與DSP的接口和譯碼電路等功能。其中發(fā)送單元與接收單元是并行工作的，由邏輯門(mén)電路實(shí)現。這里從軟件角度畫(huà)出流程圖如圖5所示。

5.2 DSP程序控制功能

DSP控制部分程序實(shí)現的功能如下:

(1)對總線(xiàn)接口板的初始化(包括初始化DSP本身內部電路和寄存器FPGA及上位機通訊寄存器)。

(2)實(shí)現RT地址識別
由于是多RT總線(xiàn)接口板，所以收到數據后，應該判別該RT地址是否屬于該接口板；

(3)與上位機消息傳輸控制功能
消息傳輸控制程序完成總線(xiàn)應傳輸的數據在總線(xiàn)接口板和上位機之間的數據交換。包括數據的讀寫(xiě)過(guò)程和自檢測過(guò)程，所要完成的操作如下： ①向FPGA寫(xiě)入發(fā)送數據（到總線(xiàn)）。
②從FPGA內讀出數據（該數據由DSP處理）。
③向雙口RAM寫(xiě)入數據（到上位機）。
④自檢測過(guò)程。自檢測過(guò)程是在收到上位機的自檢命令后，實(shí)現接口板的數據發(fā)送和接收性能測試。

(4)中斷控制程序
在DSP芯片TMS320F206接口的設計中，使用3個(gè)硬件中斷，INT1，INT2由FPGA來(lái)產(chǎn)生，INT3 則由上位機來(lái)產(chǎn)生。INT1表明FPGA的接收單元已收到一個(gè)數據，通知F206讀數，INT2表明FPGA的接收單元已收到一個(gè)錯誤數據，通知F206讀取錯誤狀態(tài)信息，INT3是上位機和接口板數據傳輸控制的一種手段，通過(guò)INT3中斷，上位機告訴接口板進(jìn)行數據接收還是數據發(fā)送操作，發(fā)送多少數據，采用的消息格式以及總線(xiàn)控制等信息。

DSP部分的軟件采用C++和匯編語(yǔ)言混合編程，關(guān)鍵路徑如中斷服務(wù)程序，數據發(fā)送和接收程序都采用匯編語(yǔ)言以達到最大的執行效率，主程序采用C++編寫(xiě)。

DSP部分軟件的流程圖，如圖6所示。

5.3 上位機控制程序

主要實(shí)現上位機在特定的操作系統下對接口板的軟件驅動(dòng)、數據通訊和傳輸控制。主要使用C++在Windows環(huán)境下進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)。

6結語(yǔ)

本文介紹了一種基于FPGA和DSP對某型飛機總線(xiàn)系統通訊軟件設計與實(shí)現的方法。在實(shí)際的運用中，較好的實(shí)現了總線(xiàn)系統通訊功能，對1553B總線(xiàn)研究具有一定的使用和參考價(jià)值。

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