【摘要】：MIL-STD-1553B總線是一種實(shí)時(shí)性好、可靠性高、使用靈活的數(shù)據(jù)總線,在各種航空航天綜合電子系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用。在研制1553B總線產(chǎn)品的過(guò)程中,需要對(duì)系統(tǒng)和節(jié)點(diǎn)的功能、參數(shù)、可靠性進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)試,因此功能完備、使用方便的1553B總線測(cè)試設(shè)備必不可少。1553B總線測(cè)試設(shè)備的基本構(gòu)成部件是1553B通信接口控制卡,根據(jù)使用環(huán)境要求,可以設(shè)計(jì)為單板結(jié)構(gòu)、USB接口的獨(dú)立模塊或者基于臺(tái)式PC機(jī)或便攜式計(jì)算機(jī)的嵌入式板卡等多種形式。本文根據(jù)實(shí)際應(yīng)用要求,設(shè)計(jì)了一款應(yīng)用于工控機(jī)平臺(tái)、符合PCI接口規(guī)范、具有BC/RT/MT多種功能模式的1553B通信接口卡。本文首先系統(tǒng)研究了1553B總線協(xié)議的相關(guān)內(nèi)容,包括:編碼格式、字格式、消息傳輸機(jī)制、硬件特性等,并對(duì)1553B專用接口電路BU-61580進(jìn)行了研究,討論了其軟硬件設(shè)計(jì)特點(diǎn);接著對(duì)PCI總線進(jìn)行了研究分析,掌握了PCI接口板卡在PC機(jī)下的基本工作原理。在此基礎(chǔ)上,確定了該1553B通信接口卡的總體設(shè)計(jì)方案,以集成化接口電路BU-61580和PCI9054為核心,采用CPLD邏輯電路,實(shí)現(xiàn)PCI橋接芯片與1553B總線接口電路的邏輯控制,以簡(jiǎn)化1553B通信接口卡的硬件設(shè)計(jì),提高產(chǎn)品可靠性;之后進(jìn)行了電路板的原理圖設(shè)計(jì)和PCB板設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)完成后,進(jìn)行驅(qū)動(dòng)程序與應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)。對(duì)Windows操作系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu)以及WDM設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序原理進(jìn)行研究,深入剖析了 WDM驅(qū)動(dòng)程序模型的基本框架和運(yùn)行機(jī)理,從驅(qū)動(dòng)程序的初始化、中斷處理、硬件操作以及應(yīng)用程序接口等多方面,詳細(xì)分析了PCI通信卡驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)過(guò)程;設(shè)計(jì)了 MFC框架下的應(yīng)用程序,完成了BU-61580芯片的初始化和數(shù)據(jù)讀寫例程,編寫了動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù),里面封裝了底層驅(qū)動(dòng)程序。最后對(duì)設(shè)計(jì)的PCI-1553B通信接口卡進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)試和功能測(cè)試,實(shí)驗(yàn)表明,1553B接口卡運(yùn)行功能正常,技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。本文的創(chuàng)新點(diǎn)是,接口卡硬件采用集成化接口電路設(shè)計(jì),保證了實(shí)時(shí)性和高可靠性,設(shè)計(jì)也更為簡(jiǎn)化;軟件上,動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的設(shè)計(jì)極大方便了用戶的二次開發(fā),安全性更強(qiáng);將BC/RT/MT多功能集成于一體,使用也更為靈活。目前,該1553B通信控制卡已基于工控機(jī)平臺(tái),構(gòu)成地測(cè)單元,應(yīng)用于實(shí)際項(xiàng)目。
【圖文】：

西安科技大學(xué)碩士學(xué)位論文（4）高可靠電氣傳輸：1553B 總線采用電氣屏蔽和總線耦合方式將每個(gè)節(jié)安全隔離，減少潛在設(shè)備損壞的可能性。（5）實(shí)時(shí)性好：1553B 總線傳輸碼率為 1Mbit/s，通信單元是基于消息的，多包含 32 個(gè)字，傳輸消息短確保消息傳輸?shù)耐暾院蛯?shí)時(shí)性。

過(guò)零跳變形式所表示，因此曼徹斯特編碼被認(rèn)為是一種自定時(shí)碼的精確同步是可行的。每一個(gè)比特都準(zhǔn)確的在一個(gè)預(yù)先定義時(shí)期的編碼方式可以在長(zhǎng)時(shí)間沒有電平跳變的情況下，，仍然對(duì)任意的并且防止在這種情況下同步時(shí)鐘信號(hào)的丟失，以及防止低通模擬引起的比特錯(cuò)誤。同時(shí)，如果保證傳送的編碼交流信號(hào)的直流分繼信號(hào)的基線漂移，那么就很容易實(shí)現(xiàn)信號(hào)的恢復(fù)和防止能量的還具有豐富的位定時(shí)信息。曼徹斯特碼是通過(guò)電平的跳變來(lái)對(duì)二進(jìn)制數(shù)據(jù)“0”和“1”進(jìn)行變對(duì)應(yīng)不同數(shù)據(jù)，實(shí)際上有兩種不同的數(shù)據(jù)約定：第一種約定ndrew S. Tanenbaum 等人提出，規(guī)定“0”是由低到高的電平跳變的電平跳變；第二種約定則是在 IEEE 802.4(令牌總線)以及 IEEE，由低到高的電平跳變表示“1”，由高到低的電平跳變表示“0兩種約定在一定范圍內(nèi)均有應(yīng)用[16]。這里用編碼“01”來(lái)表示邏電平到高電平的跳變來(lái)表示；用編碼“10”來(lái)表示邏輯“1”，平的跳變來(lái)表示。曼徹斯特碼Ⅱ型碼傳輸方式如圖 2.1 所示。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP336

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2625373