基于FPGA的MⅢ总线与RS422通信协议转换板的设计

2010-11-19 20:34:04来源: 维库开发网

  机载数据总线在飞机上的地位非常重要。机载总线转换板则是为计算机与机载设备之间的连接提供的硬件基础。机载设备通过总线转换板与计算机进行通信以收发数据。因此,用于测试系统的转换板的研制与开发就成为航电发展的一个重要部分。本文介绍的MIII总线转换板的主要功能是将机载火控设备的MIII总线数据转换成串口数据,以方便实现与PC机的通信,这样,PC机就可读取机载设备数据或发送指令以操作总线设备。

  该转换卡采用Top-Down自顶向下的设计方法,并综合嵌入式可配置微处理器技术,来对系统进行模块化设计。顶层模块则采用图形设计方式,底层模块由VerilogHDL语言描述,并利用Quartus lI完成仿真及综合,然后在ALTERA公司的Cyclone II系列EP2C40芯片来实现。此设计提升了系统的处理速度和稳定性。降低了系统的功耗和成本。

  1 MIII总线介绍

  MIII总线是某型飞机火控电子设备的专用数据通信总线,又称第三级总线。MIII总线是单向地址、双向数据、半双工通信总线。

  MIII总线的接口逻辑信号与电信号之间的逻辑关系是:逻辑“1”对应逻辑高电平;逻辑“0”对应逻辑高电平。

  MIII总线接口信号线根据功能可分为三组,即数据通信总线、地址通信总线和信号控制总线。其中,数据通信总线包括0pKlK2~15pKlK-2;地址通信总线:0pAl~15pAl。总线的“输入”表示从MIII总线转换板向某飞机火控设备输出数码标志,“输出”则表示从某飞机火控设备向MIII总线转换板输入数码标志。MIII的A1地址选通主要用于跟踪地址数据与选择设备,外部写选通则用于在从MIII总线转换板向某飞机火控设备传输数据和地址时的数码跟踪。外部接收选通则用于在从某飞机火控设备向MIII总线转换板传输数据时的数码跟踪。

  2 RS422通信协议

  RS422通信协议标准的全称为TIA/EIA-422-B串行通信标准。该标准的数据传输采用差分传输方式,也称作平衡传输。由于RS-422标准的接收器采用高输入阻抗和发送驱动器,故比RS232具备更强的驱动能力,并可支持点对多点的双向通信。RS-422四线接口由于采用了单独的发送和接收通道,因此不必控制数据方向,各装置之间的任何必须的信号交换均可以按软件(XON/XOFF握手)或硬件方式(一对单独的双绞线)来实现。

  3 转换板总体设计

  MIII总线转换板的总体结构如图l所示,由接口电平转换电路、总线接口控制逻辑、双口存储器和RS422转换模块组成。其中总线接口控制单元主要用于地址和数据的收发和寄存,以及接口控制信号和驱动信号的产生等;双口存储器RAM用来存放数据和地址,包括MIII总线发送的数据以及PC机发送到MIII总线上的数据和地址;接口电平转换电路由单双向驱动电路芯片组成,该电路的作用是提供符合MIII总线要求的驱动电平信号。

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关键字:通信协议  FPGA  MⅢ  RS422

编辑:小甘 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2010/1119/article_1445.html
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北京航空航天大学教授,国内最早从事复杂数字逻辑和嵌入式系统设计的专家。

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