基于FPGA的1553B_ARINC429总线转换器设计

测试系统与组件

电 子 测 量 技 术

第30卷第2期基于FPGA的1553B-ARINC429总线转换器设计

高成金 肖明清

(空军工程大学工程学院陕西 西安 710038)

摘 要:在航空电子系统中,经常需要将1553B总线和ARINC429总线进行双向数据转换。本文利用可编程逻辑器件(CycloneFPGA)和硬件描述语言(VHDL),采用自顶向下的模块化设计思想、可编程的时钟使能方案来实现1553B-ARINC429总线转换器的设计,并通过QuartusII软件对本设计的整体性能和时序进行分析验证。其结果表明,该设计转换性能可靠、准确率高,大大提高了芯片资源的利用率,满足了系统的要求。同时本通用的设计方案还可以兼容更多的标准,实现多种航空总线数据的通信。

关键词:1553B;ARINC429;FPGA;VHDL;总线转换器

Designof1553B-ARINC429bustransformerbasedonFPGA

GaoChengjin XiaoMingqing

(TheEngineeringInstitute,AirForceEngineeringUniversity,Xipan710038)

Abstract:Inaeroelectronicsystem,itisregulartomakebidirectionaldatatransformbetween1553BbusandARINC429bus.Inthispaper,thedesignof1553B-ARINC429busTransformerisbasedonprogrammablelogicdevice(Cyclone

FPGA)andhardwaredescriptionlanguage(VHDL).Themodularizationdesignidealfromtoptodownandtheprogrammableenablingschemeareusedinthisproject.ThewholeperformanceandtimingoftransformerareanalyzedviaQuartusIIsoftware.Theresultshowsthatthisdesignhashightransformationabilityandaccuracyrate.Itimprovestheresourceusefactorofthechipandmeetstheneedofsystem.Atthesametime,thisuniversaldesignmethodcanbecompatiblewithmanyotherstandards,realizesthecommunicationsofmanykindsofaerobusdata.Keywords:1553B;ARINC429;FPGA;VHDL;bustransformer

0 引 言

航空电子系统是一种专用分布式计算机系统,由于其应用的多样性,数据传输协议也多种多样。目前,1553B总线和ARINC429总线是2种被广泛应用的航空总线标准,由于2种总线标准的差别较大,传输速率不匹配,因此要完成不同总线设备之间的信息传输,必须通过转换器进行数据转换,以满足信息交互的需要。而通常所用的1553B和ARINC429专用器件数据格式固定,使用不够灵活方便,本文采用自顶向下的设计方法,利用VHDL语言在Cyclone系列的FPGA芯片上完成了1553B与ARINC429总线转换器的设计,实现了两者之间的信息交换。

的1553B-ARINC429转换装置将载机发送给导弹的信息,由1553B格式转换为ARINC429格式,并发送至导弹,由弹载计算机通过ARINC429接口接收。同时,转换装置将来自弹载计算机的导弹参数从ARINC429格式转换为1553B格式,并放入相应的RT子地址。

1553B-ARINC429总线转换器作为一个独立的功能模块存在,它的主要功能有:

(1)在航电系统中转换器作为RT存在,并在机载计算机(BC)的控制下接收和发送1553B总线数据;

(2)转换器能够实时的接收和发送ARINC429总线数据;

(3)当接收到1553B或ARINC429总线的有效数据时,转换器完成数据的缓冲和数据格式的转换。

1553B-ARINC429总线转换器的整体结构如图1所示。

1.1 时钟模块

该模块的功能是为1553B编码器、解码器和ARINC429发送、接收模块产生所需的工作时钟。根据

[6]

1 1553B-ARINC429总线转换器的设计

飞机的航空电子系统采用1553B总线,而导弹内部为

ARINC429总线结构。其中,机载计算机作为总线控制器(BC)通过1553B总线与发射架中的1553B-ARINC429转换装置进行通信,完成对发射架和导弹的控制。发射架中

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