基于BU—61864的1553B總線接口電路設(shè)計(jì)

摘 要：隨著基于3.3 V供電數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于陸?？昭b備上，該文介紹了以DDC公司的BU61864超大規(guī)?？偩€接口協(xié)議芯片為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)結(jié)合TI公司的DSP TMS320F2812進(jìn)行信號處理系統(tǒng)，給出了軟硬件的具體設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：1553B 總線 DSP

中圖分類號：TN108.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-098X（2013）04（a）-00-03

BU-61864是一種增強(qiáng)型的1553B總線終端接口芯片，可以實(shí)現(xiàn)BC（Bus Control），RT（Remote Termianal）和BM（Bus monitor）功能，它兼容Mini-ACE（Plus）和ACE產(chǎn)品，可以在航空航天、各類軍事平臺等領(lǐng)域使用。該文介紹了一種基于BU-61864和TMS320F2812的1553B總線接口電路設(shè)計(jì)。

1 1553B總線介紹

1553B總線是一種多冗余、主從式分時(shí)多路復(fù)用串行數(shù)據(jù)總線，采用曼徹斯特Ⅱ碼，半雙工工作方式。主要硬件部分為總線控制器（BC）、遠(yuǎn)程終端（RT）、和可選用的總線監(jiān)控器（BM）。一般情況下，這3部分通過1個多路總線接口來完成。圖1是1553總線的典型系統(tǒng)組成。

總線控制器（BC）：用來調(diào)度管理總線上的信息傳輸，任何時(shí)刻總線上只能有一個總線控制器但可以有備份的總線控制器。

遠(yuǎn)程終端（RT）：在1553B總線上允許接入最多31個終端，每一個RT終端被分配了唯一的總線地址，不具備總線控制功能，但可以作為總線控制器的備份。

總線監(jiān)視器（BM）：在1553B總線上可以有一個總線監(jiān)視器，其不響應(yīng)總線控制器的任何命令，用于監(jiān)視總線數(shù)據(jù)及提取數(shù)據(jù)以便數(shù)據(jù)事后分析。

圖1 MIL-STB-1553B總線典型系統(tǒng)

2 芯片簡介

2.1 BU-61864芯片

BU-61864是DDC公司生產(chǎn)的ACE（Advanced Communication Engine）器件，可以實(shí)現(xiàn)BC、RT和MT功能。BU-61864內(nèi)部包含：半雙工解碼/編碼其；完整的總線控制協(xié)議模塊；標(biāo)準(zhǔn)4K*16bit RAM；擴(kuò)展的4K*17bit RAM；；存儲器管理電路和邏輯中斷電路；靈活的與主處理器和存儲器相連的借口邏輯；兩個1553B收發(fā)器芯片，功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。

BU-61864的主要特點(diǎn)：全面兼容MIL-STD-1553A/B協(xié)議：兼容Mini-ACE（Plus）和ACE產(chǎn)品；邏輯電源電壓3.3 V；靈活的處理器/存儲器借口；可選擇RAM校驗(yàn)位生成檢查RAM讀寫；全面的內(nèi)建自測試；帶內(nèi)建信息信息序列控制的高性能自動BC，包括幀序列安排，異步信息插入，用戶自定義中斷，通用目標(biāo)隊(duì)列；增強(qiáng)型RT功能，包括循環(huán)緩沖結(jié)構(gòu)50%翻轉(zhuǎn)中斷，中斷狀態(tài)隊(duì)列，循環(huán)緩沖結(jié)構(gòu)；可選擇信息監(jiān)控。

2.2 TMS320F2812芯片

TMS320F2812是美國TI公司推出的一款32為定點(diǎn)DSP控制器，是目前控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的處理器之一，其頻率高達(dá)150 mHz，大大提高了控制系統(tǒng)的控制精度和芯片處理能力，該處理器還集成了128K的Flash存儲器，4KB的引導(dǎo)ROM，數(shù)學(xué)運(yùn)算表以及2KB的OTP ROM，極大的改善了應(yīng)用的靈活性，128位的密碼保護(hù)機(jī)制有效的保護(hù)了產(chǎn)品的知識產(chǎn)權(quán)。16通道高性能12位ADC單元提供了兩個采樣保持電路，可以實(shí)現(xiàn)雙通道信號同步采樣。

3 硬件電路設(shè)計(jì)

本接口電路用于遠(yuǎn)程終端使用，與上位機(jī)實(shí)現(xiàn)1553B總線通訊。本接口電路中BU-61864與TMS320F2812之間的控制電路在可編程邏輯芯片中實(shí)現(xiàn)，如圖3所示。其控制電路包括地址譯碼電路，邏輯控制電路，分頻電路。地址譯碼電路實(shí)現(xiàn)TMS320F2812選擇BU-61864，實(shí)現(xiàn)地址選擇和地址譯碼；邏輯控制電路是產(chǎn)生BU-61864的工作所需的控制信號，如中斷信號、插入等待信號，總線握手信號。分頻電路是將外部的32 mHz的外部時(shí)鐘經(jīng)過分頻給BU-61864使用。

本總線接口電路使用了Xilinx公司的XC95288。同時(shí)在TMS320F2812中實(shí)現(xiàn)了32位的實(shí)時(shí)時(shí)鐘。由TMS320F2812和BU61864想XC95288提供數(shù)據(jù)總線、地址總線，中斷申請及中斷響應(yīng)，讀、寫控制等控制信號。

TMS320F2812負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)信息的讀取、寫入，以及BU-61864芯片的初始化。通過對BU-61864的相關(guān)寄存器的配置，使得本接口電路工作在RT模式下，并將上位機(jī)下達(dá)的總線指令通過RS232總線發(fā)送出去（圖3）。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

本接口電路軟件用于實(shí)現(xiàn)BU-61864芯片初始化，TMS320F2812芯片控制BU-61864芯片上電自檢，與上位機(jī)的通訊、中斷響應(yīng)、總線數(shù)據(jù)的讀取和發(fā)送，并將接口電路的狀態(tài)信息實(shí)時(shí)返回給上位機(jī)。

接口控制軟件采用C語言與匯編語言混合編程方式，采用模塊化設(shè)計(jì)，如圖4所示，使軟件具有較好的移植性，便于后期

維護(hù)。

圖4 軟件程序框圖

4.1 初始化模塊

軟件初始化模塊主要分為BU-61864芯片初始化和TMS320F2812芯片初始化。

完成BU-61864芯片初始化包括初始化寄存器、初始化存儲器，系統(tǒng)上電后，外圍復(fù)位電路完成BU61864的復(fù)位，完成復(fù)位過程，對RT模式下的編程，首先完成初始化相應(yīng)的寄存器，設(shè)置非法指令區(qū)，初始化相應(yīng)的子地址查詢表、子地址控制字，主要完成對中斷屏蔽寄存器、配置寄存器#1和#2，配置寄存器#3，#4、BC控制字/RT子地址寄存器、啟動/復(fù)位寄存器、狀態(tài)字寄存器等寄存器。。

完成相應(yīng)TMS320F2812的初始化，主要是設(shè)置相應(yīng)的中斷屏蔽寄存器、中斷標(biāo)志寄存器、中斷控制寄存器、異步串行控制寄存器、I/O狀態(tài)寄存器、波特率寄存器、等待狀態(tài)寄存器、等寄存器以及設(shè)置相應(yīng)映射地址。

4.2 中斷控制模塊

中斷控制模塊于接收1553B總線數(shù)據(jù)和相應(yīng)總線數(shù)據(jù)中斷，當(dāng)BU-61864接收到1553B總線指令后，通過TMS320F2812的異步串行口產(chǎn)生中斷，TMS320F2812讀取相應(yīng)數(shù)據(jù)。

4.3 數(shù)據(jù)處理模塊

數(shù)據(jù)處理模塊，通過查詢相應(yīng)總線數(shù)據(jù)標(biāo)志位，分別來進(jìn)行155B總線的接收、處理和發(fā)送上位機(jī)命令。

當(dāng)“讀總線數(shù)據(jù)標(biāo)志位”有效時(shí)，TMS320F2812從BU-61864的命令堆棧相應(yīng)地址讀取數(shù)據(jù)塊狀態(tài)字，時(shí)間標(biāo)識字、數(shù)據(jù)塊指針和相應(yīng)的命令字，根據(jù)數(shù)據(jù)塊指針和命令字到相應(yīng)的數(shù)據(jù)堆棧中讀取數(shù)據(jù)總線內(nèi)容，TMS320F2812將獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)執(zhí)行上位機(jī)相應(yīng)的指令動作。

5 結(jié)語

該文介紹的基于BU-61864和TMS320F2812芯片的總線接口電路，已經(jīng)應(yīng)用于相應(yīng)設(shè)備產(chǎn)品中，系統(tǒng)工作穩(wěn)定，效果良好。

參考文獻(xiàn)

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