[发明专利]一种1553B总线协议IP核

说明书

技术领域

本发明涉及数据通信领域，特别涉及一种1553B总线协议IP核。

背景技术

随着技术的发展，航空航天电子系统已经从简单的集中控制过渡到目前复杂的分布式系统。美国军用数据总线标准MIL-STD-1553B(以下简称1553B总线)是一种时分制指令响应型串行异步多路数据总线，以其高可靠性、实时性的优异性能广泛应用于航空、航天、航海及其他武器装备上。

1553B总线具有双向传输的特性，传输协议为命令/响应方式，传输速率为1Mbps，采用双冗余的总线型拓扑结构，具有良好的容错性和故障隔离。数据编码采用曼彻斯特II型码，差分传输，一般采用屏蔽双绞线作为传输介质。1553B总线用指令应答方式实现系统通讯，采用冗余通道和奇校验以及相应的错误处理来提高系统的可靠性。

1553B数据总线组成包括一个总线控制器（BC），若干（最多不超过31个）远置终端（RT）和可选用的总线监控器（MT）。总线控制器负责总线的调度、管理，是总线通讯的发起者和组织者；远置终端只能被动的接收或发送和自己有关的数据；总线监视器能够全部或选择性的监视总线的通讯过程，对通讯状态进行分析和判断，给出参与总线通讯的总线控制器和各个远置终端的运行状态和健康状态。

数据总线上的信息流由消息组成，由三种字构成，包括命令字、数据字和状态字，每条消息包含至少一个、至多两个命令字，不多于32个数据字，不多于两个状态字。1553B总线上信息的最小单位是位bit，每20位形成一个字word，每个字的有效信息为16位，在有效信息位的前面有3位的同步头，同步头被分为两个一个半位，有效信息位的后面有1位校验位，1553B总线数据传输采用奇校验。

1553B总线技术的上述特点使得它在航天器电子系统中有着广泛的应用。现有技术中的1553B总线协议IP核具有结构复杂、操作困难、可扩展性差的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的553B总线协议IP核所具有的结构复杂、操作困难、可扩展性差的缺陷，从而提供一种结构简单，灵活性强的1553B总线协议IP核。

为了实现上述目的，本发明提供了一种1553B总线协议IP核，包括AXI从设备接口1、寄存器模块2、BC模块3、RT模块4、RAM仲裁模块5、共享RAM6、通道选择模块7、曼彻斯特编码模块8、曼彻斯特解码模块9、输出选择模块10、计时器11；其中，

所述的AXI从设备接口1分别连接到寄存器模块2、RAM仲裁模块5，所述的寄存器模块2分别连接到BC模块3、RT模块4，所述BC模块3分别连接到RAM仲裁模块5、通道选择模块7，所述RT模块4分别连接到RAM仲裁模块5、通道选择模块7，所述RAM仲裁模块5还连接到共享RAM6，所述通道选择模块7还分别连接到曼彻斯特编码模块8、曼彻斯特解码模块9，所述曼彻斯特编码模块8、曼彻斯特解码模块9各自连接到输出选择模块10。

上述技术方案中，所述寄存器模块2包括BC和RT共用的配置寄存器、中断清除寄存器、时间标签寄存器、中断状态寄存器，BC的帧开始寄存器、帧停止寄存器，和RT的请求矢量字寄存器、请求标志位寄存器、错误状态寄存器。

上述技术方案中，所述共享RAM6包括消息控制说明区和数据区；其中，所述数据区包括发送数据区与接收数据区，发送数据区和接收数据区的大小通过配置寄存器进行配置；所述消息控制说明区分为RT部分和BC部分，RT的消息控制说明区用于存储RT的非法指令表、子地址控制字和消息描述栈；BC的消息控制说明区用于存储组成BC帧的消息说明。

上述技术方案中，所述RAM仲裁模块5在仲裁时的基本原则为：BC或RT的读写具有高优先级，能够打断CPU读写；CPU写操作的优先级高于读操作。

上述技术方案中，所述BC模块3负责总线调度管理，包括协议控制单元、RT发送单元、RT接收单元、RT到RT单元、广播单元、多路选择器单元；其中，协议控制单元完成消息的管理、分析和调度；RT发送单元用于处理1553B总线中RT至BC传输形式的消息；RT接收单元用于处理1553B总线中BC至RT传输形式的消息；RT到RT单元用于处理1553B总线中RT至RT和RT至RTS传输形式的消息；广播单元用于处理1553B总线中BC至RTS传输形式的广播消息；多路选择器单元根据BC当前处理消息的类型选择相应模块的信号输出到BC功能模块外的通道选择模块和RAM仲裁模块。