一種用于ISA總線計(jì)算機(jī)1553B接口模塊的設(shè)計(jì)

引言

　　MIL-STD-1553B數(shù)據(jù)通信技術(shù)已被航空、航海乃至裝甲武器系統(tǒng)所接納，其技術(shù)從1553B總線通信接口的設(shè)計(jì)到構(gòu)造大的通信應(yīng)用系統(tǒng)已被眾多設(shè)計(jì)師所掌握。但是由于傳統(tǒng)的MIL－STD-1553B總線通信接口模塊結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能龐大(邏輯框圖如圖1所示)，使得該模塊的成本很高，有礙于新系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開發(fā)、仿真與研究，目前該技術(shù)的應(yīng)用被局限在軍工項(xiàng)目中。在工業(yè)控制領(lǐng)域，實(shí)驗(yàn)室裝配等方面由于接口模塊成本的因素，還沒有很好地應(yīng)用起來。為了迅速充實(shí)該領(lǐng)域，需要一種能滿足應(yīng)用、價(jià)廉的可插入通用IBM-PC或工業(yè)控制機(jī)的1553B－小型、集成、開發(fā)、仿真(以下簡稱1553B－SIDE)裝置，用于各種類型的MIL-STD-1553B通信系統(tǒng)的開發(fā)與仿真。

圖1　傳統(tǒng)總線模塊邏輯框圖

　　美國DDC公司的IDEA(以下簡稱DDC－IDEA)卡是當(dāng)今較為先進(jìn)的MIL—STD—1553B集成、開發(fā)、仿真、模擬產(chǎn)品。該產(chǎn)品功能齊全，使用方便，但是價(jià)格很高。1553B—SIDE是依據(jù)DDC—IDEA卡的部分常用功能并結(jié)合現(xiàn)有的條件、市場(chǎng)行情為原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。其應(yīng)用對(duì)象是1553B通信系統(tǒng)的開發(fā)與仿真，裝配1553B通信實(shí)驗(yàn)室以及工業(yè)控制領(lǐng)域。

1　1553—SIDE邏輯結(jié)構(gòu)

　　1553—SIDE包含硬件和軟件兩部分的內(nèi)容，軟件在下面第3節(jié)中介紹。
　　1553—SIDE由四部分組成，邏輯框圖如圖2。

圖2　1553B—SIDE邏輯框圖

1.1　1553B部分

　　1553B部分可完成數(shù)據(jù)串／并、并／串轉(zhuǎn)換、MachesterⅡ碼編譯碼、同步頭的產(chǎn)生與控制、RT狀態(tài)字的自動(dòng)響應(yīng)、地址的自動(dòng)識(shí)別、各種消息格式和方式代碼的總線傳輸、消息傳輸錯(cuò)誤檢測(cè)，完成電平轉(zhuǎn)換功能以及直接耦合或變壓器耦合選擇功能。

1.2　存儲(chǔ)器部分

　　存儲(chǔ)器是ISA總線主機(jī)與1553—SIDE之間交換信息的媒介，或者稱為雙向數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，用于存放相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和發(fā)送接收的數(shù)據(jù)。

1.3　控制器部分

　　控制器由可擦除的可編程邏輯門陣列EP5130芯片完成，它包括了1553—SIDE的譯碼邏輯、ISA總線主機(jī)與1553—SIDE訪問RAM仲裁邏輯以及中斷ISA總線主機(jī)的支持邏輯電路。

1.4　緩沖隔離器部分

　　緩沖隔離器用于數(shù)據(jù)，地址的緩沖與隔離。它將ISA總線主機(jī)與1553—SIDE的內(nèi)總線隔離開來，使兩者能夠?qū)崟r(shí)地并行處理各自的數(shù)據(jù)。

2　1553—SIDE主要功能及技術(shù)指標(biāo)

　　航空電子通信系統(tǒng)按網(wǎng)絡(luò)層次可分為五層，1553—SIDE完成四層，即驅(qū)動(dòng)層、傳輸層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層，其中1553—SIDE硬件完成數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的功能，通信軟件完成傳輸層和驅(qū)動(dòng)層的功能，應(yīng)用層由駐留在IBM—PC主機(jī)上的應(yīng)用軟件完成。

2.1　1553—SIDE主要性能

　　a. 1553—SIDE采用BC／RT／MT一體化設(shè)計(jì)方案，由軟件選擇使用；
　　b. 滿足MIL—STD—1553B標(biāo)準(zhǔn)的各種消息傳輸，方式指令、狀態(tài)位的技術(shù)要求；
　　c. 1553—SIDE與1553B總線(網(wǎng)纜)耦合方式為可選的變壓器耦合或直接耦合，支持雙余度總線結(jié)構(gòu)，其電氣特性滿足MIL—STD—1553B標(biāo)準(zhǔn)；
　　d. 1553—SIDE與IBM／PC的數(shù)據(jù)交換通過32K×16位偽雙口存貯器完成；
　　e. 1553—SIDE向ISA總線主機(jī)提供兩級(jí)中斷信號(hào)。