MIL-STD-1773总线与高速智能统一总线的直接接口方法

摘要

本发明公开了一种MIL-STD-1773总线与高速智能统一总线的直接接口方法，用于解决现有的MIL-STD-1773总线无法直接接入高速智能统一总线的技术问题。技术方案是采用高速串并转换实现高速智能统一总线数据的高速串并转换，采用低速逻辑器件配置高速智能统一总线协议，采用高速双端口SRAM进行数据缓存，采用高速监视单元对高速双端口SRAM的读写时钟进行智能切换，采用直接调制放大光电转换的方法实现MIL-STD-1553B与MIL-STD-1773的接口，采用MIL-STD-1553控制器的数据端口和高速智能统一总线的数据端口直接相接的方法与MIL-STD-1553B总线直接交互数据，实现MIL-STD-1773与高速智能统一总线的直接接口。同时，实现了MIL-STD-1773总线方便灵活地与其他总线之间的互联，减少了系统互联的总线介质数量和系统功耗。

说明书

技术领域

本发明涉及一种总线接口方法，特别涉及一种MIL-STD-1773总线与高速智能统一总线的直接接口方法。

背景技术

MIL-STD-1553B是军用飞机应用最为广泛的总线标准，然而MIL-STD-1553B总线却存在抗干扰能力较弱，不能长距离传输等问题。MIL-STD-1773在解决MIL-STD-1553B不足的基础上提出，所有终端在总线上以20Mbps的速度在光纤上传送信息，满足在恶劣环境中以过程控制为目的的军事实时控制系统。MIL-STD-1773数据总线系统已经开始应用到航空、航天、航海和其他武器装备的军事电子硬设备中，如NASA在哈勃太空望远镜的固态记录仪中便使用MIL-STD-1773总线来提供命令及控制通信。随着航空电子系统的发展，系统的集成规模越来越大，各子系统的分工协作集中体现在总线接口通信和功能运算上，从而要求海量传感器信息、图像信息能够通过高速智能统一总线实现信息的高速共享，则迫切要求传输速度最高20Mbps的MIL-STD-1773总线与万兆位的高速智能统一总线能够实现信息共享，而目前MIL-STD-1773总线本身无法直接与高速统一智能总线相连接。

发明内容

为了克服现有的MIL-STD-1773总线无法直接接入高速智能统一总线的问题，本发明提供一种MIL-STD-1773总线与高速智能统一总线的直接接口方法。该方法采用高速串并转换实现高速智能统一总线数据的高速串并转换，采用低速逻辑器件配置高速智能统一总线协议，采用高速双端口SRAM进行数据缓存，采用高速监视单元对高速双端口SRAM的读写时钟进行智能切换，采用直接调制放大光电转换的方法实现MIL-STD-1553B与MIL-STD-1773的接口，再采用MIL-STD-1553控制器的数据端口和高速智能统一总线的数据端口直接相接的方法与MIL-STD-1553B总线直接交互数据，以此为基础实现MIL-STD-1773与高速智能统一总线的直接接口。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种MIL-STD-1773总线与高速智能统一总线的直接接口方法，其特点包括以下步骤：

1)MIL-STD-1553B总线数据转化为MIL-STD-1773总线数据。

信号流：MIL-STD-1553B总线数据经过隔离变压器后，再进行检波、整形、开关、调制和电/光转换后直接耦合到MIL-STD-1773总线网络上。

2)MIL-STD-1773总线数据转化为MIL-STD-1553B总线数据。

信号流：MIL-STD-1773总线数据经过光电转换后，再进行隔直、放大、检波、开关、调制后，经隔离变压器耦合到MIL-STD-1553B总线网络上。

3)MIL-STD-1553B总线数据转化为高速智能统一总线数据。

采用变压器耦合器将MIL-STD-1553B总线网络上的信号传递到MIL-STD-1553B总线控制器，MIL-STD-1553B总线控制器对输入进行接收，并将接收的信号按MIL-STD-1553B总线协议进行数据接收进行协议解析和数据提取，并将提取的数据通过数据端口传递给高速智能统一总线协议单元。高速智能统一总线协议单元对MIL-STD-1553B总线提取的数据按照预先配置的总线协议进行编码，并将编码后的数据以低速时钟写入高速双端口SRAM中的固定区域，并通知高速监视单元。高速监视单元在智能总线停止向高速双端口SRAM中写数据时，首先将高速双端口SRAM的读写时钟切换成高速时钟，然后触发高速串并转换单元读取高速双端口SRAM中的数据。高速串并转换单元读取数据后，对数据进行并串转换，之后将数据耦合到光纤上直接发送。

4)高速智能统一总线数据转化为MIL-STD-1553B总线数据。

采用高速串并转换单元对高速智能统一总线网络上的信号进行串并转换，然后以高速时钟将接收到的数据写入双端口SRAM中的固定区域，并通知高速监视单元。高速监视单元在高速串并转换停止向高速双端口SRAM中写数据时，将高速双端口SRAM的时钟切换到低速时钟，并触发高速智能统一总线协议单元对数据的读取。高速智能统一总线协议单元接收到触发之后，将高速双端口SRAM中的数据读出，并按照预先配置的总线协议进行数据帧解码和有效数据提取，然后将提取的数据交付MIL-STD-1553B总线控制器。MIL-STD-1553B总线控制器首先侦听总线状态，在空闲时，将交付的数据按照MIL-STD-1553B总线协议编码后传递给MIL-STD-1553B收发器。MIL-STD-1553B收发器对数据进行电平格式调整之后，将数据耦合到MIL-STD-1553B网络上进行发送。

本发明的有益效果是：由于采用高速串并转换实现高速智能统一总线数据的高速串并转换，采用低速逻辑器件配置高速智能统一总线协议，采用高速双端口SRAM进行数据缓存，采用高速监视单元对高速双端口SRAM的读写时钟进行智能切换，采用直接调制放大光电转换的方法实现MIL-STD-1553B与MIL-STD-1773的接口，再采用MIL-STD-1553控制器的数据端口和高速智能统一总线的数据端口直接相接的方法与MIL-STD-1553B总线直接交互数据，以此为基础实现MIL-STD-1773与高速智能统一总线的直接接口。本发明在解决其问题的同时，首先基于高速智能统一总线协议的灵活配置特性，实现了MIL-STD-1773与其他总线的方便互联；再次减少了总线大规模互联的总线介质的数量；由于只在与高速智能统一总线相接的高速双端口SRAM、高速串并转换单元、高速监视单元采用甚高频器件，而其余部分可采用常规器件，从而减少了系统的功耗、代价开销。

下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。

附图说明

图1是MIL-STD-1773总线与高速智能统一总线的直接接口结构图。

图2是MIL-STD-1553B总线与MIL-STD-1773总线的相互转换图。

图3是MIL-STD-1553B总线转高速智能统一总线图。

图4是高速智能统一总线转MIL-STD-1553B总线图。

具体实施方式

参照图1～4，详细说明本发明。

本发明的MIL-STD-1553B总线耦合变压器可采用B-3226，MIL-STD-1553B总线控制器采用BU-61688；MIL-STD-1773与MIL-STD-1553B的相互转换采用图2所示的结构；采用高速双端口RAM采用IDT70V3079；高速智能统一总线协议单元基于低速逻辑器件实现，如EP1C12系列FPGA；高速监视单元采用高速逻辑器件实现，如Hittite公司的高速逻辑器件；高速串并转换单元可采用BCM8152实现10Gbps的数据收发速度。通过编写MIL-STD-1553B控制器配置程序、高速串并转换单元配置程序使得MIL-STD-1553B总线和高速串并转换单元可独立工作；通过在高速逻辑器件内实现时钟切换单元、高速监视单元使得双端口SRAM的时钟可智能切换。

本发明主要包括MIL-STD-1773与MIL-STD-1553B总线的相互在转化和MIL-STD-1553B总线与高速智能统一总线直接的相互转化。

1)MIL-STD-1553B与MIL-STD-1773之间的相互转换

MIL-STD-1553B转MIL-STD-1773信号流：MIL-STD-1553B总线数据经过隔离变压器后，再进行检波、整形、开关、调制和电/光转换后直接耦合到MIL-STD-1773总线网络上；MIL-STD-1773转MIL-STD-1553B信号流：MIL-STD-1773总线数据经过光电转换后，再进行隔直、放大、检波、开关、调制后，经隔离变压器耦合到MIL-STD-1553B总线网络上。

2)MIL-STD-1553B与高速智能统一总线之间的相互转化

MIL-STD-1553B转高速智能统一总线的发送过程：采用MIL-STD-1553B总线收发器对MIL-STD-1553B网络上的信号进行电平格式调整，然后将结果输入给MIL-STD-1553B控制器。MIL-STD-1553B控制器将输入按照MIL-STD-1553B总线协议进行数据解码，并将接收到的数据传递给高速智能统一总线协议单元。高速智能统一总线协议单元对MIL-STD-1553B总线解码后的数据按照预先配置的总线协议进行编码，并将编码后的数据以低速时钟写入高速双端口SRAM中的固定区域，并通知高速监视单元。高速监视单元在智能总线停止向高速双端口SRAM中写数据时，首先将高速双端口SRAM的读写时钟切换成高速时钟，然后触发高速串并转换单元读取高速双端口SRAM中的数据。高速串并转换单元读取数据后，对数据进行并串转换，之后将数据耦合到光纤上进行发送。高速智能统一总线转MIL-STD-1553B的接收过程：采用高速串并转换单元对高速智能统一总线网络上的信号进行串并转换，然后以高速时钟将接收到的数据写入双端口SRAM中的固定区域，并通知高速监视单元。高速监视单元在高速串并转换停止向高速双端口SRAM中写数据时，将高速双端口SRAM的时钟切换到低速时钟，并触发高速智能统一总线协议单元对数据的读取。高速智能统一总线协议单元接收到触发之后，将高速双端口SRAM中的数据读出，并按照预先配置的总线协议进行数据帧解码和载荷数据提取，然后将提取的数据交付MIL-STD-1553B总线控制器。MIL-STD-1553B总线将交付的数据按照MIL-STD-1553B总线协议编码后传递给MIL-STD-1553B收发器。MIL-STD-1553B收发器对数据进行电平格式调整之后，将数据耦合到MIL-STD-1553B网络上进行发送。

本发明在解决其问题的同时，首先基于高速智能统一总线协议的灵活配置特性，实现了MIL-STD-1773与其他总线的方便互联；再次将多种总线介质合并成为一束光纤，减少了总线大规模互联的总线介质的数量；再次由于只在与高速智能统一总线相接的高速双端口SRAM、高速串并转换单元、高速监视单元采用甚高频器件，而其余部分可采用常规器件，从而减少了系统的功耗、代价开销。