基于1553B总线协议的解码器设计和FPGA实现

2011-04-15 00:49:14来源: 山西电子技术
   

摘要:文章通过对1553B总线协议的研究,结合现代EDA技术,介绍了一种使用现场可编程逻辑器件(FPGA)设计1553B,总线协议用的manches-ter II型码解码器的方法。通过采用Verilog HDL硬件描述语言和原理图混合输入法,使设计简洁有效。通过OuartusII开发软件对设计进行了时序约束和分析,最后给出了时序仿真图,从而证明了这种设计是可行和可靠的。
关键词:1553B总线协议;ManehesterII型码;现场可编程门阵列

0 引言
    MIL-STD-1553B是关于数据总线电气特性和协议规范的美国军用标准,它的全称为“飞机内部时分制指令/响应性多路传输数据总线”(Aircraft Internal Time Division Command/Response Multiplex Data Bus),该标准规定了飞机内部数字式的命令/相应时分制多路数据总线的技术要求。
    在军用机载数据总线方面,MIL-STD-1553B是应用时间最早,也最为持久的,它为适应工业和军事的需要而提出,具有很高的可靠性和灵活性,加之技术比较成熟,所以应用比较广泛。目前,MIL-STD-1553B已广泛应用于军事、工业和科技领域,从大型运输舰、空间补给站、轰炸机到各种战斗机,以及直升机,都有其应用,它甚至用于导弹系统,以及用作飞行器和导弹之间的基本通信协议。我国于1987年颁布了相应的军标,目前,1553B总线已成为国内军用飞机航电系统的主流数据总线。
    本文论述了一种运用Verilog HDL语言,并结合现在EDA技术设计的可靠性强的1553B总线用ManchesterII型码解码器模块。

1 1553B数据格式
    1553B数据总线以异步、命令/响应方式执行数据信息的传输,其通信方式采用半双工方式,总线控制器初始化所有个信息位、一个奇偶校验位和3个位长的传输,并控制数据总线上所有数据信息的传输,并控制数据总线上所有数据信息的传输,数据总线上的信息流有信息组成,而信息有三种类型的字组成:命令字、数据字和状态字。有10种信息格式,每个信息格式至少包含两个字,每个字有16的同步头,所有的信息字都采用ManchesterlI型码。
    如图1所示,1553B的数据传输速率是1Mbit/s。按照ManchesterII型码规则,将逻辑“0”用编码“01”来表示,其中“0”和“1”各占0.5 μs,也即用一个由低到高的跳变来表示;将逻辑“1”用编码“10”来表示,其中“1”和“0”各占0.5 μs,也即用一个由高到低的跳变来表示。

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    MIL-STD-1553B总线标准定义了三种字类型:命令字、数据字和状态字。每一种字类型都有唯一的格式,但三种字类型有相同的数据结构,如图2所示。每个字有20比特,最前面三个比特是同步字头,标志新字的开始,同步字头波形是无效的Manchester码,因为其跳变仅仅发生在第二比特时间的正中。使用这种不同的模式,是为了让解码器在每个字的开头重新建立同步,以及保持发送的整体稳定性;接下去的十六比特是信息字段,三种类型的字有不同的含义;最后一个比特是该字的奇偶校验位,标准规定为奇校验。

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关键字:1553B  解码器  FPGA

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2011/0415/article_2059.html
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