基于FPGA和BU-61580的双通道1553B远程终端转换模块设计

《工业控制计算机》2020年第33卷第5期
MIL-STD-1553B 是美国于20世纪70年提出的一种用于战机的时分控制/命令响应式总线[1]。1553B 具有可靠性高、实时性好、扩展方便等优点,被广泛应用于飞机、导弹、卫星、舰艇等航空航天和兵器领域[2]。目前,航天系统大多采用DDC 公司的BU-61580/BU-65170协议芯片来实现1553B 通信[3]。BU-61580是一款多协议集成接口芯片,由两个低功耗双端收发器、协议逻辑、存储器管理逻辑、处理器接口逻辑及4k×16B 内置共享静态RAM 以及直接面向主处理器的缓存接口组成,能完全实现1553B 标准所规定的所有信息传输方式。
一般采用CPU 来控制BU-61580实现1553B 通信,然而CPU 只能顺序地执行命令,系统硬件不扩展的情况下,难以实现更加复杂的数据处理和控制。随着航天载荷小型化的要求,数据的运算处理、系统的运行控制及通信更多地采用FPGA 实现,这样就可以把所有功能集成在一片FPGA 芯片中,还能实现代码的重复利用,提高研发效率[4]。1功能及性能指标1.1主要功能
板卡实现1553B 通信的模拟以及与其它产品之间的信息交换。
1)数据通讯。该板卡根据接收到的不同指令模拟出不同的状态,并根据该状态完成模拟量遥测的模拟。
2)复位和加断电指令。该板卡可以仿真接收外部设备发出的复位指令,并在接收到指令信号后,完成相关输出信号的模拟。
3)模拟量遥测。该板卡可根据需要,根据不同输入状态模拟不同的遥测量输出。1.2应具备的性能指标
支持过压、过载保护。
支持2路标准1553B 通信:
1路主、1路从,每路包含A 、B 两组通信总线。1553B 总线接口采用符合GJB289A-97要求的带变压器耦合的总线接口。
统一认证管理系统
支持2路标准4线制SPI 通信;支持关键状态标志断电保存;支持工作状态指示,预留3路可控LED ;支持不少于16路拨码开关接口,用于RT 地址设定。RT 地址可在十进制16~21、25~30之间配置。2详细设计
延时冲洗阀
该板卡位于自定义机箱中,通过自定义母板与主控单元进行信息交互,板卡的功能框图如图1所示。折叠麻将桌
本次设计采用ISE 公司的Spartan3系列FPGA 芯片
XC3S1000为控制单元,该芯片拥有强大的内部资源,实测可内部运行200M 时钟,具有300个左右的自定义IO 口,完全满足本板卡设计。配置芯片采用XCP04S 。板卡具备RT 地址拨码设定功能,这里准备预留16个自定义IO 脚、2个GND 、2个3.3V 、16条地址线,采用2.54mm 间距插针的方式对外引出,RT 地址选通信号电平为3.3V ,每路8条地址线。
1553B 的总线控制器选用DDC 公司的BU-61580,它具有BC /RT /MT 三种工作模式,为1553B 系统中使用最广泛的器件。变压器选用PM-DB2725来实现总线电压的匹配,接口通过一个2.54mm 间距的96脚接头输出,同时接头还提供5V 电源作为板卡电源,为满足FPGA 需要板卡上需要电源管理,用DC /DC 转出3.3V /2.5V /1.8V 电平。为了实现对本板卡控制,在96脚接头上提供2路SPI 信号(1路冗余备份),SPI 信号与FPGA 中间用磁耦或光耦隔离,也实现5V~3.3V 电平转换。
图1板卡功能框图
2.1系统电源设计
本次设计的电路需要的电源类型有+5V 、3.3V 、2.5V 、1.2V ,电路如图2所示。
其中+5V 取自96pin 插座,其它规格的电源均由+5V 转换而来,电源转换芯片采用TI 公司的TPS5431X 系列转换芯片进行,该类芯片的供电能力在1~3A 之间,为常用芯片,满足系统需求。
基于FPGA 和BU-61580的双通道1553B 远程终端转换模块设计
孙铨钰
lcm液晶显示模块邵国韦(中国船舶第七一六研究所,江苏连云港222000)
摘要:模块的设计实现了基于FPGA 和BU-61580的双通道1553B 远程终端转换,该板卡具备电源过载保护,使用FPGA (扩展SDRAM )代替传统CPU 来控制1553B 通讯,支持关键状态标志断电保护,RT 地址可设定,具有良好的使用性。
核酸检测方法关键词:BU-61580;FPGA ;1553B 双通道;电源过载保护;扩展SDRAM ;关键标志保存
Abstract 押The design of this module realizes the dual-channel 1553B remote terminal conversion based on FPGA and BU-61580.The Board has power overload protection熏uses FPGA 穴extended SDRAM雪to replace the traditional CPU to control the communication of 1553B熏and supports the power-off protection of critical state mark熏RT address can be set熏with good
usability.
Keywords 押BU-61580熏FPGA熏1553B double channel熏power supply overload protection熏extend SDRAM熏key精密冲孔网
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