1553B总线远置终端即插即用研究与设计

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近年来,随着现代电子技术、通信技术、计算机技术、自动化技术、人工智能技术在航天领域的应用逐渐广泛,微小卫星综合电子系统朝着高模块化程度、高集成度、高智能化程度、高处理性能、高可靠性程度的方向发展。即插即用技术对于综合电子系统模块化的实现起着重要的作用;本文针对综合电子系统中常用的数据总线——MIL-STD-1553B总线展开了研究,设计了1553B总线即插即用远置终端。  空间即插即用电子系统(Space Plug-and-Play Avionics,SPA)标准是一种较为成熟的微小卫星综合电子系统即插即用标准,论文对SPA标准中的嵌入式传感器接口模块(AppliquéSensor Interface Modules,ASIM)和可扩展式变换器电子数据表单(eXtensible Transducer Electronic DataSheet,xTEDS)进行了研究,确立了利用ASIM和xTEDS实现1553B总线即插即用远置终端的思想。  论文对1553B总线协议和远置终端进行了详细的分析,明确了远置终端是执行总线协议的一种设备,其硬件结构和逻辑功能基本是固定的;在此基础上,针对龙芯1F芯片中的1553B简易终端和遥测遥控接口进行了深入的研究,弄清了1553B简易终端对遥测遥控接口进行初始化设置和读取设置结果的具体过程;结合SPA标准中的ASIM和xTEDS,论文提出在龙芯1F芯片中增添ASIM接口,1553B总线系统上电后,ASIM接口自主的对遥测遥控接口进行设置、读取设置结果、生成应用EDS包;1553B简易终端与ASIM接口进行数据交互,读取应用EDS包并将其发送给BC,ASIM接口和1553B简易终端组合成了一个即插即用远置终端。  论文提出了1553B远置终端xTEDS文档结构图,在此基础上设计了遥测遥控接口xTEDS和应用EDS,接着根据1553B通信层EDS格式,设计了子地址定义xTEDS;论文提出了ASIM接口逻辑框图,在此基础上设计了xTEDS数据读取器模块、ASIM状态机模块、AXI总线写传输模块、AXI总线读传输模块、EDS包生成器模块。  论文搭建了即插即用远置终端仿真平台,首先对远置终端RT进行了仿真,包括接收1553B消息、配置设备接口控制寄存器、读取设备接口控制寄存器、发送1553B消息四个部分,仿真结果说明远置终端RT的编码模块、解码模块、RT协议状态机、AXI总线写模块、AXI总线读模块均能正常工作;论文对ASIM接口进行了仿真,ASIM接口能够把EEPROM中的xTEDS数据写入各个设备接口的控制寄存器,能够读取控制寄存器并生成应用EDS包,还能够把应用EDS包写入远置终端RT发送子地址数据区,达到了设计目标。
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