1553B-PCI接口轉(zhuǎn)換技術(shù)實(shí)現(xiàn)

　　3.2 1553B 總線協(xié)議控制器的實(shí)現(xiàn)

　　1553B 總線協(xié)議控制器是本板卡構(gòu)成的關(guān)鍵。市場(chǎng)上實(shí)現(xiàn)1553B 總線協(xié)議的芯片很多， 目前應(yīng)用比較廣泛的是美國(guó)數(shù)據(jù)設(shè)備公司(DDC)的BU-61580，它雖然能夠完整的實(shí)現(xiàn) 1553B 總線協(xié)議，但缺點(diǎn)是設(shè)置比較復(fù)雜、體積比較大、功耗比較高。本設(shè)計(jì)采用Condor Engineering 公司的FlightCORE-1553 IP 核作為總線協(xié)議控制器，它完全滿足1553B 總線協(xié) 議，為主處理器和1553B 總線提供了完整、靈活的接口，能夠?qū)崿F(xiàn)總線控制器(BC)、遠(yuǎn)程 終端(RT)和總線監(jiān)視器(BM)三種模式，并且適應(yīng)ALTEA 和XILINX 大部分型號(hào)的FPGA， 與BU-61580 等協(xié)議芯片相比，具有使用靈活、功耗低、節(jié)省印制板面積等特點(diǎn)。

　　該總線控制器內(nèi)部有 1K×16bits 的存儲(chǔ)空間，在存儲(chǔ)空間的低地址區(qū)是硬件寄存器、 固件保留區(qū)和文件寄存器，通過(guò)對(duì)這些寄存器的設(shè)置，可以方便地將控制器配置為BC、RT 或者BM。

　　下面對(duì)常用的寄存器進(jìn)行說(shuō)明： 1. 配置寄存器：用來(lái)選擇工作模式，即 BC、RT 或BM;

　　2. 控制寄存器：用來(lái)啟動(dòng)相應(yīng)的工作模式;

　　3. 中斷使能寄存器：設(shè)置產(chǎn)生中斷的條件;

　　4. 中斷狀態(tài)寄存器：當(dāng)中斷產(chǎn)生時(shí)，固件將該寄存器相應(yīng)位設(shè)置為有效，主處理器通 過(guò)讀該寄存器判斷是否有中斷發(fā)生;

　　5. 自檢寄存器：該寄存器具有只讀屬性，表明工作狀態(tài)。 實(shí)際應(yīng)用中，該控制器需要4K 字的存儲(chǔ)空間才能正常工作，所以需要擴(kuò)充存儲(chǔ)空間， 考慮到控制器接收處理總線數(shù)據(jù)后計(jì)算機(jī)能及時(shí)獲取而又不影響其正常工作，采用雙口RAM 比較合適，其中控制器前1K 字的存儲(chǔ)空間和雙口RAM 的地址空間是重疊的。

　　3.3 PCI 功能的實(shí)現(xiàn)

　　PCI 協(xié)議接口芯片采用PLX9054，通過(guò)XILINX 的FPGA 實(shí)現(xiàn)PLX9054 與1553 總線協(xié)議的 通信。當(dāng)計(jì)算機(jī)啟動(dòng)時(shí)，9054 需要串行EEPROM 為其提供一些必要的配置信息以實(shí)現(xiàn)對(duì)PCI 配置寄存器和本地寄存器的設(shè)置，這些信息除了局部空間的范圍和基地址外，還包括設(shè)備信 息和中斷資源等，這些需要我們事先燒寫(xiě)到EEPROM 中，本文EEPROM 采用93LC56B。

　　實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)存儲(chǔ)空間大小配置相應(yīng)的9054 的地址空間，1553B 總線控制器 本身含有1K 字的寄存器空間，為了擴(kuò)大存儲(chǔ)器空間，在FPGA 內(nèi)例化了8K×16bits 的雙口 RAM。在9054 的本地端，將地址總線設(shè)為32 位，每一次32 位的讀寫(xiě)操作僅對(duì)其低16 位進(jìn) 行，高16 位未用，因此實(shí)際需要配置2 倍于雙口RAM 大小的空間，即32KByte,故EEPROM 中的局部地址空間0 范圍寄存器設(shè)為FFFF8000，局部地址空間0 描述寄存器設(shè)為4B430043。

　　3.4 PCI 總線和1553B 總線的橋接

　　在PCI 總線一邊，9054 的PCI 總線端需要和主機(jī)上的PCI 插槽進(jìn)行連接。由于9054 是 專用的PCI 協(xié)議芯片，所以它的PCI 端可以直接通過(guò)插卡上的引線和PCI 插槽連接。

　　9054 的本地端和1553B 總線控制器HOST 端通過(guò)FPGA 實(shí)現(xiàn)邏輯轉(zhuǎn)換。9054 支持三種傳 輸模式，即主模式、從模式和DMA 模式，DMA 模式適合突發(fā)的大量數(shù)據(jù)的傳輸，由于1553B 總線的數(shù)據(jù)速率為1Mbps,數(shù)據(jù)量很小，因此采用從模式中的單周期讀寫(xiě)模式，相對(duì)于主模 式而言電路設(shè)計(jì)和時(shí)序控制也相對(duì)簡(jiǎn)單。

　　根據(jù)9054 從模式下單周期讀寫(xiě)時(shí)序、1553B 總線控制器HOST 端時(shí)序和雙口RAM 時(shí)序采 用如圖2 所示的狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)PCI 總線對(duì)1553B 總線控制器和雙口RAM 空間的讀寫(xiě)操作。

　　圖2 狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖