發(fā)布時間：2020-06-24 22:58

【摘要】：近幾十年來航空航天領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展迅速,航空航天系統(tǒng)對其內(nèi)部設(shè)備的小型化、通用化、可擴(kuò)展等設(shè)計要求日益嚴(yán)苛,使用FPGA來實現(xiàn)總線通信協(xié)議已經(jīng)是目前航空航天領(lǐng)域發(fā)展的重點方向。MIL-STD-1553B總線是一種集中控制式、指令/響應(yīng)型多路串行數(shù)據(jù)總線標(biāo)準(zhǔn),其具有高可靠性和靈活性等優(yōu)點。隨著1553B總線在航空航天和軍工領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,為了降低該總線的應(yīng)用成本和提高應(yīng)用開發(fā)的靈活性,以及為了實現(xiàn)1553B協(xié)議芯片的國產(chǎn)化,擺脫對國外芯片的依賴,降低工程風(fēng)險和成本,對1553B協(xié)議IP核的開發(fā)顯得日益重要。本文在對1553B總線協(xié)議進(jìn)行深入分析后,采用自頂向下的設(shè)計思想,設(shè)計并實現(xiàn)了基于FPGA的1553B遠(yuǎn)程終端。本文首先對1553B總線協(xié)議作了分析研究,著重分析了1553B遠(yuǎn)程終端的功能及其通信模式,在對協(xié)議深入理解的基礎(chǔ)上確定了遠(yuǎn)程終端設(shè)計的總體架構(gòu),對遠(yuǎn)程終端進(jìn)行了詳細(xì)的邏輯功能模塊劃分。其次結(jié)合1553B總線協(xié)議和曼徹斯特碼編解碼原理設(shè)計并實現(xiàn)了l553B總線各終端的通用型曼徹斯特II型碼編解碼器,并分別詳細(xì)介紹了編碼器和解碼器的設(shè)計思路及狀態(tài)轉(zhuǎn)換流程。同時設(shè)計并實現(xiàn)了遠(yuǎn)程終端的協(xié)議處理器模塊,對協(xié)議狀態(tài)機(jī)、通道選擇模塊及雙口RAM的設(shè)計思路進(jìn)行了細(xì)致的闡述,完整介紹了協(xié)議狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換流程。再者對設(shè)計的遠(yuǎn)程終端的各模塊和整體進(jìn)行了時序仿真和綜合優(yōu)化,時序仿真結(jié)果驗證了該設(shè)計的邏輯功能正確。最后利用測試仿真卡搭建測試平臺對該設(shè)計進(jìn)行了板級驗證,通信測試結(jié)果證明了本設(shè)計已實現(xiàn)遠(yuǎn)程終端的整體功能,可以完成系統(tǒng)的正常通信。本文的各個模塊均利用Verilog HDL硬件描述語言對其設(shè)計實現(xiàn),使用Xilinx公司的專用FPGA開發(fā)環(huán)境ISE14.1及其自帶工具ISE Simulator和XST進(jìn)行綜合和仿真。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：V243;V443
【圖文】：

MIL-STD-1553B 總線簡稱 1553B 總線，其全稱是“飛機(jī)內(nèi)部時分制命令/響應(yīng)多路傳輸數(shù)據(jù)總線”[23]。該標(biāo)準(zhǔn)對飛機(jī)內(nèi)部傳輸數(shù)據(jù)總線的電氣特性做了明確規(guī)定，還相應(yīng)地提出了一些具體的技術(shù)要求，包括總線通信該如何去操作、總線上所傳輸?shù)男畔⒏袷�、總線通信的時間要求等，其作用就是為多個系統(tǒng)提供一個傳輸數(shù)據(jù)和消息的媒介[24]。2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成MIL-STD-1553B 總線系統(tǒng)主要由兩大部分組成：掛在數(shù)據(jù)總線上的負(fù)載終端和傳輸介質(zhì)即總線及短接線�？偩�上所有的終端按其功能及任務(wù)的不同又分為三種類型：總線控制器 BC（Bus controller）、遠(yuǎn)程終端 RT（Remote Terminal）及監(jiān)視器 MT（Monitor Terminal）[25]。常用的典型的雙通道 1553B 總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖 2.1 所示。

圖 2.2 曼徹斯特 II 型雙相電平碼Fig. 2.2 Manchester II biphase level code2.3 數(shù)據(jù)字類型MIL-STD-1553B 總線上的信息是以消息（Message）的形式傳輸?shù)�，消息中的協(xié)議字都被調(diào)制成曼徹斯特 II 型雙相電平碼。每一條消息最長由 32 個協(xié)議字組成，1553B 總線標(biāo)準(zhǔn)確定了三種協(xié)議字類型：命令字、數(shù)據(jù)字和狀態(tài)字[28]，字格式及每位詳細(xì)定義如圖 2.3 所示。每個協(xié)議字的長度為 20 位（bit），最前 3位為同步頭，最后 1 位則是奇偶校驗位，而中間的 16 位才是有效信息位。有效信息位及奇偶校驗位在總線上總是以標(biāo)準(zhǔn)的曼徹斯特 II 型碼存在[29]；同步頭的電平跳變發(fā)生在第二個位時的中間，是一個無效的曼徹斯特 II 型碼，同步頭的

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李家宏;確保銀行系統(tǒng)安全——防止計算機(jī)遠(yuǎn)程終端的非法搭接[J];中國計算機(jī)用戶;1999年23期

2 師旭;用UUCP實現(xiàn)遠(yuǎn)程終端通信[J];鐵道物資科學(xué)管理;1999年05期

3 田思明;;商業(yè)銀行遠(yuǎn)程終端業(yè)務(wù)必須進(jìn)行風(fēng)險控制與管理[J];全國商情(理論研究);2010年01期

4 胡蓉;黃春梅;農(nóng)斌;周幸謀;;基于無線局域網(wǎng)的遠(yuǎn)程終端控制與應(yīng)用[J];數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用;2017年01期

5 吳仲光;張叢耀;鄧晴源;;新型電力調(diào)度自動化系統(tǒng)遠(yuǎn)程終端設(shè)計[J];計算機(jī)應(yīng)用;2006年04期

6 楊春燕,陳明;應(yīng)用Win2000和IIS實現(xiàn)遠(yuǎn)程終端服務(wù)[J];遼寧氣象;2002年03期

7 劉曉梅;在UNIX／XENIX下?lián)芴栯娫挿绞竭h(yuǎn)程終端的建立[J];中國金融電腦;1996年03期

8 常青，張進(jìn)成;XENIX系統(tǒng)連接遠(yuǎn)程終端的方法[J];中國金融電腦;1994年09期

9 吳會松;;重啟遠(yuǎn)程終端服務(wù)的三個方法[J];個人電腦;2006年10期

10 丁衛(wèi)兵;遠(yuǎn)程終端打印的Shell程序?qū)崿F(xiàn)[J];中國金融電腦;2001年12期

相關(guān)會議論文 前10條

1 丁曉紅;翁正新;崔平;;基于控制網(wǎng)的遠(yuǎn)程終端控制[A];第16屆中國過程控制學(xué)術(shù)年會暨第4屆全國故障診斷與安全性學(xué)術(shù)會議論文集[C];2005年

2 張銀意;趙凱;徐為根;尹東屏;;連云港專業(yè)氣象服務(wù)遠(yuǎn)程終端建設(shè)的現(xiàn)狀及開發(fā)方向[A];首屆長三角科技論壇——氣象科技發(fā)展論壇論文集[C];2004年

3 張銀意;趙凱;徐為根;尹東屏;;連云港專業(yè)氣象服務(wù)遠(yuǎn)程終端建設(shè)的現(xiàn)狀及開發(fā)方向[A];首屆長三角氣象科技論壇論文集[C];2004年

4 黃偉;吳國安;湯清華;易冬柏;;基于FPGA的1553B總線接口板的設(shè)計[A];提高全民科學(xué)素質(zhì)、建設(shè)創(chuàng)新型國家——2006中國科協(xié)年會論文集（下冊）[C];2006年

5 ;“從遠(yuǎn)程終端到網(wǎng)格計算”會議代表名單[A];從遠(yuǎn)程終端到網(wǎng)格計算研討會論文集[C];2006年

6 羅華枚;;HARRIS D20遠(yuǎn)程終端單元(RTU)在自動化領(lǐng)域的應(yīng)用[A];2008南方十三省水電學(xué)會聯(lián)絡(luò)會暨學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2008年

7 ;“從遠(yuǎn)程終端到網(wǎng)格計算”研討會(2006年8月25日)通知[A];從遠(yuǎn)程終端到網(wǎng)格計算研討會論文集[C];2006年

8 ;“從遠(yuǎn)程終端到網(wǎng)格計算”研討會日程[A];從遠(yuǎn)程終端到網(wǎng)格計算研討會論文集[C];2006年

9 吳孟春;趙放;馬奇蔚;周必高;;利用Windows 2003遠(yuǎn)程終端服務(wù)開發(fā)氣象信息共享平臺[A];信息技術(shù)在氣象領(lǐng)域的開發(fā)應(yīng)用論文集（二）[C];2006年

10 葉銘漢;;開幕詞[A];從遠(yuǎn)程終端到網(wǎng)格計算研討會論文集[C];2006年

相關(guān)重要報紙文章 前3條

1 記者 郭奇志;新疆第一批名址庫遠(yuǎn)程終端設(shè)立[N];中國郵政報;2003年

2 樓浩亮;修改Windows 2000遠(yuǎn)程終端默認(rèn)端口[N];中國電腦教育報;2004年

3 記者 劉國慶　通訊員 胡東鵬;宕昌49個遠(yuǎn)程終端站點為農(nóng)村發(fā)展助力[N];隴南日報;2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張吉康;基于FPGA的1553B總線遠(yuǎn)程終端設(shè)計研究[D];中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所);2019年

2 林濤;管道泄漏監(jiān)測遠(yuǎn)程終端模塊的研制[D];天津大學(xué);2007年

3 李鋼;先進(jìn)飛機(jī)電氣系統(tǒng)計算機(jī)控制與管理系統(tǒng)遠(yuǎn)程終端關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2006年

4 馬少平;變電站在線監(jiān)測系統(tǒng)GPRS遠(yuǎn)程終端的設(shè)計與實現(xiàn)[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2005年

5 鞏建英;飛機(jī)自動配電系統(tǒng)通用電氣遠(yuǎn)程終端技術(shù)研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

6 劉昕;基于DSP的分布式RTU系統(tǒng)設(shè)計[D];河北大學(xué);2005年

7 蔡勇超;變電站遠(yuǎn)程終端單元的設(shè)計與實現(xiàn)[D];湖南大學(xué);2013年

8 陳寒露;基于嵌入式系統(tǒng)的供水站遠(yuǎn)程終端研究與設(shè)計[D];西南交通大學(xué);2013年

9 周卓然;遠(yuǎn)程終端設(shè)備管理控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D];哈爾濱理工大學(xué);2015年

10 李彥中;遠(yuǎn)程終端模塊的設(shè)計與研究[D];江南大學(xué);2008年

本文編號：2728481