FPGA多接口功能在航姿計算機中的應用

（2）ARINC429通訊接口。ARINC429協議規定了航空運輸工業、航空電子系統等系統間的數字數據傳輸標準，是航空系統電子通訊中一種重要的接口。本系統需要通過 ARINC429接口接收主慣導的測量數據，同時通過 ARINC429接口將飛行參數發送給記錄儀。出于對通訊可靠性的要求，本設計中同樣采用控制接口制芯片的方式實現；通過對市面上為數不多的 429芯片進行長期的試驗驗證，最終采用美國 HARRIS公司的 HI-3584和 HI-8585芯片組合的形式。該芯片也支持雙工模式。在 FPGA中按照 HI-3584的工作時序圖，設計了一系列并行進程，用于控制和監測 HI-3584的復位信號、發送接收時鐘信號、讀寫控制信號和 16位的數據信號（如圖3）。從而完成對 HI-3582的上電自檢、一個通道 429信號的接收和一個通道429信號的發送。

（3）SPI接口。SPI接口是一種高速、串行、全雙工、同步傳輸方式。一般由一個主設備和一個或多個從設備通過中斷、時鐘、輸入數據、輸出數據和片選信號等 5個管腳實現。本設計需要用 AD采樣芯片采集模擬量，所選的 AD芯片就是以 SPI方式與 FPGA通訊的。該 AD采樣芯片為TI公司的TLV2548芯片，8通道、12位、采樣頻率200ksps。在FPGA中按照TLV2548的工作時序圖，設計了一系列并行進程，用于控制和監測 TLV2548的中斷信號、接收時鐘信號、片選信號、數據輸入信號和數據輸出信號（如圖4）。從而完成對 8路模擬量的采集。本設計最初選用外部參考，發現用于分壓的精密可調電阻會隨時間改變阻值，較嚴重影響精度，因此最后使用內部參考，真正確保了模擬量的可靠性。另外，所用的內部晶振提供高頻采樣，使得數據更新率高于1M，從而保證了數據的實時性。