基于SOPC 的1553B 总线接口逻辑设计

作者：时间：2010-08-31 来源：网络收藏

1553B总线协议开发主要在FPGA 芯片中开发，因此FPGA 本身性能的好坏将影响系统的开发。XC2VP30 内部具有两个PowerPC 405 处理器核、13969 个Slices、分布式RAM 为428Kb、136 个乘法器单元、块RAM 为2448Kb、8 个DCM、8 个多吉比特收发器。由此可见，系统选用的FPGA 完全可以满足1553B总线逻辑开发的需求。基于Xilinx 公司的Virtex-IIPro 开发板搭建起来的1553B总线开发平台共分为4 个部分。其中各部分的功能说明如下：Virtex-II Pro 开发板：主要完成与PC 机通信功能，接收或向总线终端设备发送数据并将其转换成1553B 总线协议格式。

　　PC 机：系统通过PC 机对整个系统运行进行控制，如开始、运行、结束等命令都是通过PC 机由串口发送给开发板。

　　总线终端设备：采用单片机作为总线终端设备的核心，它与 FPGA 采用8 位并行数据总线进行数据传递。由总线终端设备向开发板发送数据，通过1553B 总线协议模块转换成协议格式，同时1553B 总线协议模块也可以接收来自总线的数据，并将其转换成总线终端设备可以接收的数据格式，总线终端设备通过判断发送数据与接收数据，可以确定

　　1553B 总线协议转换模块的有效性。

　　总线转换器：由于 1553B 总线上传输的是双极性的差分信号，因此，开发板在收发数据时首先要进行电平转换以及相应的调制解调，总线转换器就是完成这部分功能的。

　　4 1553B 总线接口逻辑的SOPC设计

SOPC的开发过程与传统的嵌入式系统设计不同，可以分为硬件开发和软件开发两个流程。Xilinx 公司的嵌入式开发工具EDK(Embeded Development Kit)SOPC开发套件，可以进行Power PC 硬核嵌入式微处理器的开发工作，使用灵活方便，带有丰富的IP 资源，是目前性能比较优异的嵌入式微处理器开发工具，系统设计中使用的为EDK8.2 版本。应用EDK开发SOPC 系统过程中可以与ISE(Integrated Software Environment)软件配合使用，ISE 是Xilinx 公司FPGA/CPLD 的集成开发环境，该软件环境集成了FPGA 的整个开发过程所用到的工具。在本文1553B 总线接口逻辑的设计过程中，对于1553B 的编码、解码等核心模块，就是在ISE 环境下利用Verilog HDL 编写并调试通过，然后通过EDK 嵌入到系统当中的。

　　4.1 编码/解码模块

　　曼彻斯*编码/解码是1553B 总线接口重要的组成部分，曼彻斯*编解码模块设计的好坏直接影响总线接口的性能。系统编码模块完成的是曼彻斯*的编码及解码，并检测错误。它能够接收具有有效同步字头的曼彻斯*，并进行译码，以及识别其类型和串并转换、奇偶校验等；编码模块能将处理器输出的并行二进制数据进行曼彻斯*编码，再加上同步字头及奇偶位，从而满足符合1553B 标准的字进行输出。

　　曼彻斯*是一种广泛应用于航空电子综合系统中的总线数据传输的双极性码。它在每个码位中点存在一个跳变，1 信号是一个由1 到0 的负跳沿，而0 信号是由0 到1 的正跳沿。在MIL-STD-1553B 协议中其数据格式如图2 所示。