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基于PCI的1553B通讯扩展板的设计与实现

作　者: 陈齐
导　师: 苗克坚
学　校: 西北工业大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: PCI总线 1553B总线 EDA FPGA VHDL MAX+PlusⅡ Protel
分类号: TP331
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 574次
引　用: 5次
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内容摘要

本文探讨了如何采用EDA方法，结合FPGA器件，设计和实现符合1553B航空总线通讯协议的PCI扩展板，并实现了1553B通讯扩展板间的通讯。由于航空电子系统使用于恶劣环境的缘故，可靠性和抗干扰性能力是永恒的主题。在研制航电系统的初期，人们必须在地面以微型计算机为基础做各种仿真实验。因此，用于仿真系统的扩展板的研制工作便成为航电系统发展的一个重点。扩展板的重要任务是将专用航电系统的数据总线与PC机的数据总线连接起来，并且依据PC机的指令而操作总线上的子系统，这样PC机就可在地面上模拟飞机上的惯导系统，火控系统等等。本课题中扩展板与PC机的接口采用流行的PCI总线体系结构。首先，本文叙述了课题的来源及意义，确定了课题的设计方案和所需的关键技术。然后详细介绍了这些关键技术，包括：PCI局部总线技术、1553B航空通讯总线技术、可编程逻辑器件和开发工具的使用。这些是课题研制的基础。接着，本文重点讲述了1553B通讯扩展板的设计与实现。首先分析了扩展板的组成、功能，对PCI接口逻辑和扩展板的内部逻辑进行详细设计，并根据其资源要求进行器件选择，然后使用Protel工具进行电路板的制作。另外，本文还介绍了扩展板的调试方法，给出了逻辑仿真波形和调试结果。在此基础上，本文阐述了协议芯片的配置方法，实现了1553B通讯扩展板间的通讯及中断功能，达到了开发技术指标。最后，本文对课题研制过程进行了总结，指出了当前研制工作中不足之处和需要进一步完善的地方。目前，1553B通讯扩展板已经投入使用，并具有相当的实用价值。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-5
目录  5-8
第一章绪论  8-14
  1.1 课题的来源及意义  8-9
  1.2 国内外同类产品发展情况  9
  1.3 课题所需关键技术与研制过程  9-10
  1.4 设计方案选择  10-12
  1.5 主要工作  12
  1.6 论文的章节安排  12-14
第二章关键技术  14-35
  2.1 PCI局部总线技术  14-22
    2.1.1 PCI总线信号定义  15-16
    2.1.2 PCI总线命令  16-17
    2.1.3 PCI总线的寻址与译码  17
    2.1.4 PCI总线的传输控制与操作  17-22
      2.1.4.1 基本传输控制  18
      2.1.4.2 读写操作  18-20
      2.1.4.3 PCI总线配置空间  20-22
  2.2 1553B航空通讯总线技术  22-26
    2.2.1 1553B总线简介  22
    2.2.2 1553B总线节点功能  22-23
    2.2.3 1553B总线消息传输机制  23-26
  2.3 可编程逻辑器件(PLD)  26-30
    2.3.1 FPGA与CPLD的特点  26-27
    2.3.2 FPGA与CPLD的差异  27-28
    2.3.3 开发PLD的流程  28-30
  2.4 开发工具  30-34
    2.4.1 PLD开发软件MAX+PlusⅡ  30-32
      2.4.1.1 MAX+PlusⅡ的组成  31
      2.4.1.2 MAX+PlusⅡ的操作流程  31-32
    2.4.2 电路板设计软件Protel  32-34
  2.5 本章小结  34-35
第三章 1553B通讯扩展板的硬件设计  35-59
  3.1 1553B通讯扩展板的总体分析  35-37
  3.2 1553B通讯扩展板的电路设计与实现  37-42
    3.2.1 器件的选型与搭配  37-39
      3.2.1.1 1553B协议芯片的选型  37-38
      3.2.1.2 可编程器件的选型  38-39
      3.2.1.3 其余器件的选型  39
    3.2.2 扩展板电路的设计实现  39-42
  3.3 1553B通讯扩展板接口逻辑的设计与实现  42-54
    3.3.1 PCI接口逻辑的设计与实现  42-49
      3.3.1.1 状态转换逻辑  44-45
      3.3.1.2 锁存逻辑  45-46
      3.3.1.3 译码逻辑  46-47
      3.3.1.4 配置操作逻辑  47
      3.3.1.5 控制逻辑  47-48
      3.3.1.6 奇偶校验逻辑  48-49
    3.3.2 协议芯片读写逻辑的设计与实现  49-51
    3.3.3 实时时钟RTC的设计与实现  51-52
    3.3.4 中断的设计与实现  52-53
    3.3.5 时序仿真  53-54
  3.4 1553B通讯扩展板的调试  54-58
    3.4.1 扩展板的识别  54-57
    3.4.2 扩展板接口寄存器的设计与分配  57
    3.4.3 扩展板的调试  57-58
  3.5 本章小结  58-59
第四章 1553B通讯扩展板的软件配置  59-68
  4.1 1553B扩展板工作方式配置  59-64
    4.1.1 BU-61580的寄存器  59-60
    4.1.2 BU-61580的存储器管理  60-63
    4.1.3 1553B扩展板工作方式配置  63-64
  4.2 1553B消息传输的实现  64-65
  4.3 1553B中断功能的实现  65-67
  4.4 本章小结  67-68
第五章总结与展望  68-69
致谢  69-70
参考文献  70-72

基于PCI的1553B通讯扩展板的设计与实现

内容摘要

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