[发明专利]一种基于FPGA的FC-AE-1553总线控制器

说明书

技术领域

本发明涉及高速光纤总线传输技术领域，尤其涉及一种基于FPGA的FC-AE-1553总线控制器。

 

背景技术

随着我国航天技术的不断进步，对地观测和空间科学等遥测器的复杂度越来越高，飞行器开始向多种载荷联合观测发展，产生的数据量巨大，对数据传输总线的速率、可靠性、拓扑结构等提出了更高的要求，传统MIL-STD-1553B总线在传输性能、传输带宽、拓扑结构等方面逐渐显现出其局限性，已不能满足现代航天电子系统发展需求。因此，采用新型总线替代原有传统1553B总线已成为必然，这种总线必须适应航天器复杂环境，具有灵活的拓扑结构，能进行高速、可靠地数据传输。

FC-AE-1553总线是一种新兴的军用高可靠、高速光纤总线，其协议由美国国家标准协会（ANSI）制定，定义了MIL-STD-1553B协议到光纤通道（FC）高层协议的映射，它为光纤1553总线控制器的开发提供了协议支撑。和传统1553B总线一样，FC-AE-1553定义了一个命令/响应式的总线标准，但是在总线容量、传输速率、可靠性等方面均有很大的提高。同时，FC-AE-1553总线采用光纤传输介质和网络拓扑结构，抗干扰能力、扩展能力强，十分适合复杂航天器的电子系统组网和多终端通信。此外，FC-AE-1553一个十分重要的特性就是支持通过桥接的方式将现有传统1553B总线接入光纤1553网络，从而最大限度保留现存1553B设备，节约资源，实现传统1553B总线的平滑升级。因此，FC-AE-1553总线是航天高速、高可靠数据总线的发展方向。

因此，有必要提出一种能够实现FC-AE-1533总线传输的基于FPGA的FC-AE-1553总线控制器，以解决现有传统1533B总线不能满足当前航天器日益增长的数据传输需求的问题。

 

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明旨在于为航天或其他高速数据系统提供一种高速、稳定、可靠并具有通用性、可移植性和可扩展性的基于FPGA的FC-AE-1553总线控制器，用于复杂航天电子系统的FC-AE-1533总线组网，完成电子设备之间信息的交互共享，适应于航天电子系统实时控制与实时响应功能需求。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于FPGA的FC-AE-1553总线控制器，所述基于FPGA的FC-AE-1553总线控制器包括FC-AE-1553协议处理器、用户接口模块、存储模块和电源管理模块，所述FC-AE-1553协议处理器分别连接所述用户接口模块、所述存储模块和所述电源管理模块，通过所述电源管理模块提供所述基于FPGA的FC-AE-1553总线控制器的稳定电源，通过所述用户接口模块实现用户和总线之间的信息交互，通过所述FC-AE-1553协议处理器实现协议处理逻辑，并通过所述存储模块存储程序和数据。

较佳地，所述基于FPGA的FC-AE-1553总线控制器还包括一光电转换模块和晶体振荡器，所述FC-AE-1553协议处理器分别连接所述光电转换模块和所述晶体振荡器；通过所述晶体振荡器提供频率参考源，通过所述光电转换模块对输入至所述FC-AE-1553协议处理器的输入信号进行光电转换。

较佳地，所述FC-AE-1553协议处理器为基于可编程逻辑的FC-AE-1553协议处理器。

较佳地，所述FC-AE-1553协议处理器包括一可编程的FPGA；其中，所述FC-AE-1553协议处理器符合ANSI FC-AE-1553总线协议标准，用于完成FC-AE-1553总线协议处理；所述FC-AE-1553协议处理器支持MIL-STD-1553B总线到FC-AE-1553总线的桥接，所述FC-AE-1553协议处理器支持的总线数据传输速率高且可配置。

较佳地，所述FC-AE-1553协议处理器使用缓冲到缓冲的流量控制来调节端口之间的帧发送速率，从而实时监控通信双方的缓冲区信用量。

较佳地，所述FC-AE-1553协议处理器还包括一命令寄存器和状态寄存器，用户通过所述命令寄存器和所述状态寄存器对所述FC-AE-1553协议处理器的工作模式进行配置，并实时监控所述FC-AE-1553协议处理器的工作状态；其中，所述FC-AE-1553协议处理器支持所述FC-AE-1553协议定义的总线控制器和总线终端两种工作模式。