基于FPGA的1553B总线接口设计

摘要

MIL-STD-1553B是一种集中控制式、时分指令/响应型多路串行数据总线标准，具有高可靠性和灵活性，已经成为现代航空机载系统设备互联的最有效的解决方案，广泛的应用于飞机、舰船、坦克等武器平台上，并且越来越多的应用到民用领域。完成1553B总线数据传输功能的关键部件是总线接口芯片[1][4]。
　　在对MIL-STD-1553B数据总线协议进行研究后，参考国外一些芯片的功能结构，结合EDA技术，本论文提出了基于FPGA的1553B总线接口芯片的设计方案。在介绍了总线控制器BC、远程终端RT的结构和功能后，给出了基于FPGA的BC、RT的具体模块设计，通过工作方式选择可以配置接口工作在哪种终端模式。每个终端的设计都给出了详细的逻辑结构、设计流程和功能仿真结果分析，最后通过EDA工具的优化及综合后，在XILINX Virtex-4上得以实现。
　　通过在标准1553B接口板和本设计实验板对接搭建的测试环境中进行各项功能测试，表明此设计可以在BC/RT两种模式下工作，能处理多种消息格式并且具有较强的检错能力，能应付总线上传输的各种消息格式，验证的结果表明本文提出的设计方案是合理的。

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第一章 绪论

1.1 航空系统总线的产生和发展

1.2 MIL-STD-1553B总线在航空系统中的应用

1.3 本论文的研究内容

第二章 1553B数据总线协议简介

2.1 1553B数据总线的特点

2.2 总线上传输的数据格式

2.3 MicroBlaze嵌入式微处理器简介

第三章 1553B总线接口总体设计方案

3.1 1553B总线接口的硬件结构

3.2 设计难点分析

第四章1553B总线接口具体设计实现

4.1 1553B协议处理器RT功能模块设计

4.2 1553B协议处理器BC功能模块设计

4.3 接口寄存器及控制逻辑模块

4.4 设计的综合与布局布线

第五章 1553B总线接口外围电路实现及测试分析

5.1 总线接口外围电路实现

5.2 设计的验证和测试

第六章 总结

6.1 总线接口设计结论

6.2 设计过程中需要注意的问题以及展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果