基于SOPC的LXI总线1553B及ARINC429通信模块设计

基于LXI总线的1553B及ARINC429通信模块的开发需求,提出了系统软、硬件设计方案;硬件设计使用SOPC Builder将IP核、接口、微处理器等集成到FPGA芯片上,设计了模块的以太网接口、1553B接口和ARINC429接口;构建了系统软件结构,编写了驱动程序,实现了基于μC/OSⅡ和LwIP协议的TCP/IP协议,从而实现了1553B及ARINC429总线的通信协议;最终实现了LXI总线的1553B及ARINC429通信模块。     

基于BU-64843的MIL-STD-1553B 总线远程终端的设计

为了研究MIL-STD-1553B总线协议在某航空机载设备中的使用方法,提升1553B总线远程终端的性能,通过分析1553B总线的结构和特点,提出了采用DSP作为处理器,以BU-64843作为协议芯片实现远程终端（RT）的方案,并进行了硬件和软件的详细设计。相比传统以BU-61580为协议芯片的RT,简化了硬件设计,提高了数据处理能力。对设计的RT进行了1553B总线消息的接收、发送测试,结果表明其能够可靠地实现总线数据的传输,在高性能嵌入式设备的研制中具有一定的工程应用前景。     

基于BU-61580总线控制器的接口及容错设计

针对RS-422接口与1553B总线接口无法直接进行高可靠性数据通信,提出了一种基于BU-61580总线控制器的接口及容错设计。设计采用1553B接口芯片BU-61580,通过FPGA控制完成了RS-422与1553B的接口控制及二者之间的数据处理。在硬件接口设计的基础上,设计IP-CORE完成BU-61580的芯片配置,并通过增加容错设计提高了总线控制器数据通的可靠性。经测试结果显示,计算机通过总线控制器与RT终端通信稳定、可靠,并应用于某测试系统中。     

Delphi平台下的1553B总线卡通信应用技术研究

介绍一种基于Delphi平台的PCI-1553B总线卡接口通信应用技术,主要包括Delphi下1553B总线周期消息、非周期消息定义、消息传输故障重试、消息数据的中断采集、消息数据的动态更新以及总线消息的传输监控记录等编程技术。并基于1553B总线卡和Delphi平台设计了一套电控模拟器通信系统,验证了1553B总线的BC->RT通信和RT->BC通信以及BM总线监控功能。实践表明,利用Delphi开发1553B总线通信应用技术以及Delphi对数据库技术的完美支持,与其他开发语言相比,该技术可快速建立完善的1553B总线通信测试系统。     

飞行器记录装置1553B功能卡设计与实现

飞行器起飞前要对其飞控机加载DSP程序,起飞后要对相关参数进行存储和记录,针对这一实际需求,设计了基于1553B总线的功能卡;设计中采用国产EP-H31580接口芯片,其LVTTL电平I/O口可直接与FPGA配合实现功能,与进口BU-61580接口芯片相比,其不需要电平转换电路,简化了电路结构;另外,接口芯片的配置通过调用FPGA内部的IP核BLOCK RAM来实现,简化了逻辑控制过程;论文分别从硬件电路设计、电缆终端设计和逻辑设计等几个方面详细介绍了1553B卡功能的实现;经验证,该1553B功能卡能够同时实现RT和BM功能,具有很高的可靠性,并已应用到实际工程当中。     

一种伺服测试领域1553B总线的实现架构

从伺服测试的角度论述了1553B总线在航天领域的应用发展历程、在伺服测试领域应用1553B总线的技术积累过程。对于基于1553B总线的伺服测试软件开发中经常遇到的问题,提出了一种作为1553B总线BC端的软件实现架构,并在此基础上实现了基于C 语言的通用1553B伺服测试类库。经过近十年的应用,经历了多个型号、近百次大型试验的考核,证明了其稳定性和可靠性,已经成为伺服测试领域1553B总线的基础解决方案。该类库对伺服测试软件模块化、通用化、产品化具有借鉴意义。     

弹内高速1553B总线RT端软件设计与应用

随着导弹功能性能复杂性的不断提高,弹载设备间的信息交换量日益增加,对1553B总线系统数据传输速率的要求越来越高。１Mbps 1553B总线已经无法满足现代航空、航天和地面车辆系统应用中各项数据交换的基本需求。目前,高速1553B总线产品应运而生。通过对高速1553B总线通讯特性进行研究,结合弹内高速1553B总线不同远程终端（RT）的通讯需求,给出了弹内高速1553B总线RT端软件的中断与查询两种设计方案。这两种设计方案已成功应用于某系列导弹弹内的各个RT端设备,通过了该导弹武器的研制与定型阶段的各项工程试验验证,结果表明中断与查询两种设计方案满足该导弹系统的不同RT端的应用需求,具有一定的推广价值。     

基于FPGA的千兆以太网光纤转换器的设计

根据实际高清晰度LED大屏幕显示器远距离的传输需求,为了解决千兆以太网5类非屏蔽双绞线最长100米传输距离的瓶颈问题,选用了传输距离较远的光纤取代原有的5类非屏蔽双绞线。出于成本考虑,不改变原有发送与接收系统结构,设计了一种千兆以太网光纤转换器,通过基于FPGA的光纤端和千兆以太网端数据格式的转换及控制模块的设计,实现了以太网双绞线和光纤两种介质间的相互转换。将该转换器应用于高清晰度LED显示屏的实时数字视频传输系统中,取得了良好的效果,实现了远达10千米的实时数字视频传输,满足了未来一段时期内用户的需求,达到了设计的预期目标。     

基于USB总线的通用武器仿真系统设计与实现

为综合航电仿真系统和工程任务需求设计实现了一种通用武器仿真系统。采用综合式的系统架构,1553B总线和离散量I/O信号采用分立式,数字仿真模块采用联合式,共同实现武器系统的仿真,减少了系统硬件资源的消耗;使用USB总线作为计算机控制、通信总线,解决了设备即插即用和热插拔的问题。提出了系统总体设计、硬件实现、软件配置和工作流程,给出了系统硬件的框架结构、软件架构,对系统的驱动、编码解码、接口控制文件(ICD,Interface Control Document)类型和人机交互界面进行了讨论。     

一种机载大容量总线监控器的设计研究

飞机上多种总线交错复杂的工作方式,决定了在飞行过程中需要强有力的保障措施,对飞机的工作状态进行健康监控;介绍一种机载大容量总线监控器的设计与实现方法,从应用的角度出发,阐述了其特点、主要功能、硬件系统及软件设计等;在软件设计的过程中采用基于实时多任务操作系统和FPGA开发环境,对设备工作中的1553B总线、CAN总线和HB6096总线的线上数据进行监控并记录;最后在实验室环境下对设备进行测试验证,验证结果满足功能性能要求。     

基于DSP的空间相机1553B总线通信设计与实现

为提高MIL-STD-1553B总线接口的实时性并简化接口逻辑,从星载平台与相机控制器实际通讯功能需求出发,设计出了基于1553B专用接口芯片BU-61580与控制器核心TMS320C30的1553B总线通信系统;由FPGA完成BU-61580和TMS320C30之间的逻辑综合电路,并产生中断与片选信号;该系统实现了接收卫星平台数据注入与程控指令,发送工程参数等功能;系统硬件电路连接简单,数据时效性好,经过反复调试,已成功应用于某型号空间相机中。     

基于多系统的1553B和串行通信的PXI板卡设计

为了满足箭上单机设备的通用化测试需求,设计了适用于航天领域的基于多系统的1553B总线和串行通信的PXI板卡;介绍了板卡的主要功能、基本原理、硬件设计、Windows系统和VxWorks系统下软件驱动开发,用户层软件设计等;工程应用表明:板卡在-40~70 ℃环境温度下,1553B通信速率1 Mbps,多路串行通信波特率800 bps至8M bps的条件下实时传输无误码,运行稳定,在多系统平台下图形显示实时性能高,板卡已经在多种箭上设备的通用测试中得到广泛应用。     

轰炸光电瞄准主控计算机系统硬件设计

我军现役主战轰炸机均未配备光电瞄准系统,其轰瞄设备为纯光学目视老设备,夜间及复杂气象条件下无法观测目标,不能完成精确轰炸,需要配备光电瞄准系统。主控计算机系统设计为目前轰炸光电瞄准系统实现过程中待研究的关键技术。为解决轰炸光电瞄准主控计算机系统的硬件设计问题,本文针对最小系统模块、电源模块和通信模块三大部分,采用CPLD实现1553B的RT模式,通过将1553B通信模块集成到主控计算机板块上,实现了轰炸光电瞄准主控计算机系统硬件设计。结果表明,采用状态机设计思想提高了CPLD程序开发效率,减小了成本,缩短了开发时间、减小了风险,同时合并了系统结构、缩小了控制箱体积。     

基于FPGA的ARINC429总线嵌入式接口板的设计与实现

提出了在一块芯片内实现ARINC429总线协议,并将USB、PCI两种接口结合在一块接口板上的新构想;并根据板卡的功能和技术指标要求,设计了基于FPGA的ARINC429总线接口板;在硬件设计上采用模块化方法设计了系统的硬件电路,分析了各部分的功能,并对硬件接口进行了详细的设计;软件设计上从硬件和软件两方面论述了NIOS Ⅱ处理器的设计,从总体设计、发送通道、接收通道、接口逻辑等方面设计与实现了多通道总线协议IP核;最后对板卡的功能进行测试,结果表明设计的接口板能够达到ARINC429数据通信的要求,能够克服专用芯片中的数据格式固定,使用不够灵活方便等缺点。     

星务1553B总线仿真板卡指令执行的高实时性设计

为实现对某新型卫星总体1553B总线新的“1秒20帧,1帧50条消息”的“帧消息模式”的仿真,研究并实现了一种在满足“帧消息模式”的基础上,使1553B总线仿真板卡的指令执行时间延迟小于1ms的新方法。在分析原星务仿真系统实现机制的基础上,改进软件的整体设计,并在VxWorks下位机中设计了高精度时间获取模块与板卡控制模块等,实现了高精度、短消息传输执行时间的星务1553B总线仿真系统。结果表明：该系统不仅满足对“帧消息模式”的仿真,且将1553B板卡指令执行最大延迟时间缩短为0.713ms,相对于原星务仿真系统中4.5ms的最大延迟,指令执行精度提高了6.5倍以上,为被测设备的故障排查、问题定位提供准确的时间数据支持。     

数字电视机顶盒的以太网接入设计与实现

为了满足家庭用户对于交互式多媒体数字电视业务的需求,设计与实现了在数字电视机顶盒上接入以太网的功能;硬件设计部分以嵌入式高速以太网接口芯片DM9000A为核心,在数字电视机顶盒硬件平台上从外围电路连接、地址空间等方面进行了设计研究;软件设计部分包括软件流程、DM9000A驱动程序的实现、LwIP协议接口设计以及应用层软件的设计。提出了系统测试方案,通过对整个数字电视机顶盒以太网接入系统功能测试结果表明,UDP传输速度可以达到20Mbps左右,接口时序的正确性达到90%以上,系统的性能稳定性强,达到了设计要求,整个系统的运行效果理想,应用前景广泛。      

用于光电设备的航电总线数据测试系统

由于单项的专用总线测试系统通用性、兼容性较差,功能扩展和技术升级的难度较大,介绍一个可以支持1553B、ARINC429、CAN、RS232和RS422五种航电标准的数据总线测试系统的设计方案及技术实现。重点介绍了数据总线测试系统的硬件框架组成,同时分析了系统软件实现方法以及总线逻辑控制设计。该测试系统已成功用于某光电设备在线检测,经实验验证该系统运行稳定可靠。     

欧洲过渡性试验飞行器(IXV)电气总体架构设计

为飞行器设计一个合适可靠的电气系统是飞行器总体设计中的一项重要工作。IXV是一款欧洲重复使用运载器技术验证平台,并在2015年2月11日成功进行了飞行演示验证。在电气设计上,为降低成本并满足研制进度要求,IXV最大限度使用货架产品和经过飞行试验验证的产品进行系统设计,减少研发工作量。针对项目任务特点,甚少采用冗余特别是设备级冗余进行系统设计,只是在关键的供电电源和器上数据存储设备上进行了冗余设计;打破传统系统划分,设计统一的数据处理系统,集导航、控制、数据采集和处理为一体。整个电气系统以1553B总线、串口及以太网为基础进行接口设计,用以支持整个系统的数据交互并简化器地接口。IXV通过飞行试验验证了这些设计思路和方法的正确性与合理性。     

ITER GIS实验平台控制系统

介绍了以GE PLC为控制核心的分布式送气实验平台控制和测量系统的设计与实现。系统采用了工业以太网、CAN总线、RS485等多种通讯技术,实现了对ITER GIS设备的安全运行控制、远程操作控制及各设备运行状态的实时监测。     

基于FlexRay总线飞行控制计算机串行接口单元设计与研究

根据样例无人机飞行控制计算机对串行接口单元的接口资源和内部通信能力的需求,研究并完成了基于FlexRay总线串行接口单元的硬件设计和软件开发,同时从时间调度、总线余度和非冗余数据传输三方面设计了FlexRay总线的通信协议和余度管理机制。串行接口单元采用FPGA为处理器,通过串行接口实现了外部设备与飞行控制计算机的实时通信,并按照FlexRay总线的通信协议,实现了串行接口单元和CPU单元间信息的可靠传输,总线负载小于20%。测试结果验证了设计的正确性和实用性,符合设计指标,可满足样例无人飞行控制计算机串行数据通信需求。