基于FPGA和DSP技術某型飛機總線系統通訊軟件的設計

在分析某型飛機MILSTD1553B數據總線系統構成的基礎上，結合其通信協議與其消息傳輸格式，建立了某型飛機總線系統通訊層次結構，并運用FPGA和DSP技術設計了此型飛機總線系統通訊軟件。

目前，隨著工藝和技術的進步，集成電路技術的發展已經使得在一個芯片上集成一個可編程系統(Programmable System On a Chip，PSOC)成為可能。其中，現場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array，FPGA)由于其設計靈活、速度快，在數學專用集成電路的設計中得到廣泛的應用。數字信號處理(DSP)的理論與實現手段獲得了快速發展，已成為當代發展最快的學科之一。由于其高速的處理速度和強大而又靈活的接口與通信能力，在很多領域已經得到了廣泛的應用[1]。

MILSTD1553B數據總線具有雙向輸出特性，實時性和可靠性高，廣泛應用在當代的運輸機和相當數量的民航客機以及軍用飛機上。

1 1553B數據總線系統構成

1553B總線系統主要由3部分組成：總線控制器BC;遠程終端RT;數據總線D ata Bus。

某飛機的總線系統構成如圖1所示。

圖中CIP1為BC，CIP2為CIP1備份，其他子系統都是RT，并且此總線系統是雙余度的，兩套總線互為備份。

CIP1為通信和信息處理系統;CIP2為通信和信息處理系統備份;DTE為數據傳輸設備;INS為慣性導航系統;FDR為飛行參數記錄系統;ADC為大氣數據計算機;IFU為接口組件;FCC為火控計算機;SMS為外掛管理系統;LRS為激光測距系統。

2 1553B數據總線通信協議

1553B總線的工作頻率是1 Mb/s 。采用曼徹斯特II碼，半雙工工作方式。主要的硬件部分為總線控制器(BC)、遠端終端(RT)和可選用的總線監控器(MT)。一般情況下，這3部分通過1個多路總線接口(MBI)來完成。可把MBI嵌在計算機內。該總線有10種消息格式。每個消息至少包含2個字，每個字有16個消息位，1個奇偶校驗位和3個位長的同步頭，所有的消息字都采用曼徹斯特II碼構成。1553B的數據總線傳輸的字的格式如圖2所示。