基于FPGA的ARINC429总线接口设计

摘要

本文在详细研究ARINC429总线协议的基础上，参考国外接口协议芯片，采用自主设计体系结构的技术路线，从具体功能出发，结合可编程逻辑器件的特点提出了一种基于FPGA的ARINC429总线接口系统设计方法，对系统进行了总体分析和结构规划，使用FPGA和硬件描述语言Verilog HDL，和TOP-DOWN的数字设计方法，自行设计了收发电路，完成了ARINC429总线通用接口的Verilog设计、Test Bench编写，功能仿真，电路实现和时序仿真一系列FPGA设计过程。
　　文中介绍了ARINC429接口芯片的设计过程和仿真结果，重点介绍了三个主要模块接收器、发送器和CPU接口的设计。对各子模块电路进行Verilog描述，进行功能仿真，验证电路功能正确性，将各子模块集成后再次从系统级的高度进行功能仿真，使用XST对硬件设计进行综合，利用Xilinx ISE对综合后的电路进行实现，编写Test Bench利用Modelsim对实现后的电路网表进行时序仿真。根据实验室条件，在Xilinx开发板Xup xv2p30上进行下载。
　　在验证接口电路符合设计要求后，将设计的ARINC429接口芯片与8位单片机MCS-51配合构成了ARINC429总线接口测试和应用系统，设计了芯片与单片机的接口逻辑，为了方便与PC机或其他外部设备进行通讯，文中设计了基于FPGA的通用异步收发器UART，描述了其工作原理和工作过程。UART模块使得接口系统更具通用性。
　　在硬件设计完成后，使用汇编语言，完成单片机软件编程，对FPGA进行初始化和配置，编写发送和接收子程序。
　　本文避免了使用专用芯片的传统设计方法，具有可自行配置首发通道，使用灵活，效率高，可靠性好的特点。

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第一章 绪论

第二章 ARINC429接口电路设计

第三章 FPGA下载实现和仿真验证

第四章 ARINC429接口通信系统

第五章 总结

致谢

参考文献