0 引言
基于PXI总线的BMK板卡是某型航空产品在地面仿真和测试系统中的重要组成部分[1]。BMK是一种数字遥测数据收发的格式[2]，一般由3个字节组成，分别为地址字节、低位数据字节和高位数据字节，如图1所示。伴随信号CS1、CS2确定字节含义，WRTI信号判断数据是否有效。数据采用并行传输方式，传输速率为500Kbps，一个信息字(3个字节)在6μs内传输完成。按照BMK格式传输数据，设计简单，开发周期短。为了完成某型航空产品在全时序控制下的仿真和测试，验证其结果的有效性和可靠性，BMK板卡需要实时接收该产品发送的数字遥测数据。通过解析数据能够判断测试是否正常。 本文主要介绍BMK板卡的硬件设计，底层驱动程序的开发以及在实际应用中的测试结果。
邬跃1 BMK板卡的硬件架构
BMK板卡的核心设计采用FPGA+PCI9054的模式实现。FPGA采用的是Atera公司的CycloneI系列芯片EP1C6Q240C8，实现板卡的逻辑时序控制，主要包括完成与PCI9054芯片的握手协议，控制双口RAM的读写功能以及板卡自检控制。PCI9054桥芯片是连接PXI总线和本地总线的桥梁。板卡的总体架构如图2所示。
1.1 PCI9054简介
PCI9054芯片是PLX公司推出的PLC桥接芯片，具有三种操作模式，即M模式、C模式和J模式[3]。在
C模式下，可直接与之相连的本地处理器有DSP、通用ASIC和FPGA，并且接口简单，因此成为本设计的首选方式。
1.2 PCI9054接口设计
PCI9054的接口分为PXI端接口、Local端接口和EEPROM配置接口。PXI总线接口和EEPROM接口比较简单，只要按照PCI9054数据手册提供的信息将对应的信号线和控制线相互连接即可；Local端接口设计中，首先将C模式下相关信号线和FPGA的引脚连接起来，然后通过对FPGA编程实现Local端的逻辑时序控制。部分接口信号如表1所示。
chip interface, and the configuration and initialization of related registers. At the same time, a brief description of the implementation about self-test circuit of BMK board is made. Secondly, the basic flow and the concrete implementation of developing the board driver using 64-bit WinDriver is described. Finally,the results of the board in debugging and testing stages are given,which verifies the correction of the board design and meets the relevant technical requirements.
Keywords:semi-physical simulation;BMK board;PCI9054;WinDriver;Driver development
图1 遥测数据接收格式
为头标区，主要配置VendorID、DeviceID 以及中断向量等信息；其余的192字节为设备相关区，主要配置设备的基地址寄存器和对应的映射空间[4]。 配置信息使用专用的PLX Monitor 工具加载到EEPROM。系统上电后，PCI9054首先读取EEPROM，将VendorID、DeviceID 等头标区信息写到对应的寄存器，然后BIOS 轮询总线上所有设备，并按照类别建立起管理设备的数据结构。此数据结构的指针最终传递给操作系统。操作系统按照EEPROM 设备相关区配置信息为设备分配资源。
1.4 BMK 板卡自检电路设计
BMK 板卡采用自发自收方式实现内部自检。当FPGA 收到自检命令后，将SN74LVTH16245芯片的引脚OE2#拉低，使能继电器闭合，BMK 板卡的数据收发通道对应连接形成回路；然后执行FPGA 的自检程序判断自检是否成功。图3为自检电路的原理图。
图3 BMK 自检电路原理图图4 WinDriver 体系架构
2.3 BMK 板卡驱动程序的具体实现
BMK 板卡以PCI9054作为桥芯片，实现PXI 和Local 总线的访问。具体涉及到存储器的读写、DMA 传输和中断等操作。核心调用的WinDriver API 如图5所示。
图5 核心WinDriver API 调用流程
WDC_Read/WriteAddrBlock()：从指定的存储器地址读取/写入指定大小的数据块。
（3）DMA 中断机制实现：PCI9054具有两个独立的DMA 通道，是实现DMA 操作的基础。BMK 在硬件上使用双口RAM 存储接收数据，每一个RAM 的大小为384字节。当一个RAM 中数据满时触发DMA 中断。一旦该中断被响应即进入IST 中。在IST 中首先清除中断，同时禁止中断使能，防止中断连续
触发；然后启动DMA 传输；当数据传输完成后，重新使能中断，等待下一次中断到来。基本流程如图6所示。调用的WinDriver API 如下：
栅栏组织图6 DMA 中断处理基本流程
IntEnableDma()：使能DMA 中断；IntDisableDma()：禁止使能DMA 中断。
3 BMK 板卡的调试和测试结果
3.1 板卡的调试
BMK 板卡单板调试主要包括系统能否识别板卡并为其分
图7 BMK 板卡资源分配
3.2 板卡的实测数据结果
单板调试通过后，将其接入到测试系统中接收数字遥测分析接收数据格式是否正确，是否存在丢帧的现象，而判断板卡设计是否满足技术要求。图8是在实际测试中接收到的遥测数据。其中4C 表示数据表中的标志地址，十六进制)是数据帧。可以判断出BMK 板卡接收的数据遥测数据是完全正确的。
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消费与民生图8 BMK 板卡实际接收的部分遥测数据
4 结语
研制的基于PXI 总线的BMK 板卡在虚拟飞行半实物仿真控制系统中能够正确接收某型航空产品发送的数字遥测
数据，丢帧率在容许范围内。通过解析接收数据，能够判断试验结果的有效性。多次试验表明该板卡是稳定可靠的。
参考文献
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[2]任子龙，林青松.基于FPGA 的BMK 遥测数据采集的实
现[J].航空兵器,2010,(4):40-42.
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（下转第48页）
在计算资源方面本文提出的宽角TD-BoR-PE方法相较于普通差分处理的抛物线方程方法同样有巨大优势，下表给出了宽角TD-BoR-PE、宽角TD-CN-PE、宽角TD-ADI-PE及宽角TD-AGE-PE四种方法在计算底面半径8m，高8m的导体圆柱模型时计算资源的消耗情况，与宽角TD-CN-PE、宽角TD-ADI-PE
FEM, Chengdu, 2013.
[8]Chen H L, Chen B, Fang D G, et al. Extension of the ADI-
BOR-FDTD Method to Debye Dispersive Media[J].
三二三事变四川大学Microwave & Wireless Components Letters IEEE, 19(6):344-346, 2009.
车头时距作者简介
马胡伟，男，籍贯内蒙古呼和浩特，硕士研究生，研究专业：信
号与信息处理。
周建江，男，教授，研究方向：雷达目标特性分析与特征控制、DSP应用等。
（上接第15页）
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