PX I技術下的1553B總線通訊模塊設計分析相關

雷婉星

（航空工業(yè)西安航空計算技術研究所，西安 710065）

1 PX I技術下的1553B總線通訊模塊設計指標

PX I技術下的1553B總線通訊模塊設計主要主要包括硬件、軟件兩個方面。其中在硬件設計方面需要依據(jù)1553B總線通訊模塊的相關內容，控制總線接口在32.0b、33.0MHz，同時硬件尺寸需符合標準PXI3U尺寸161mm*101mm。本次設計主要通過單通道多功能為設計指標，然后結合雙冗余通道中的數(shù)據(jù)傳輸分享，實現(xiàn)1553B總線通訊模塊的有效運行。而在軟件設計方面，需在Windows系統(tǒng)程序的支持下，通過對消息隔離時間、消息應答超時時間、消息數(shù)量、幀間隔時間、遠程終端狀態(tài)字響應時間等的合理策劃設置，實現(xiàn)動態(tài)鏈接庫、驅動程序的有效運行。

2 PX I技術下的1553B總線通訊模塊設計實現(xiàn)

2.1 電路PCB板設計

PX I技術下的1553B總線系統(tǒng)一般應用于性能較高、管理較嚴格的工業(yè)控制環(huán)境。對于PXI系統(tǒng)而言，其內部PCB布局及線路鋪設情況直接影響著PX I技術功能的有效發(fā)揮。在整體PX I通信體系中，為了有效防止相關信號之間的串擾對信號完整性的影響，可對PCB進行優(yōu)化設計。首先可考慮多層板設計，目標采用六層板，六層板路的運行可以在保證線路高效鋪設的同時，為大面積電源區(qū)域下相關信號線路、電源耦合提供有效的依據(jù)。在PCB板設計過程中，可結合地層分割、電源層配置等情況，對整體系統(tǒng)結構布局進行合理控制。而對于相關PX I模塊涉及電源，應在條件允許的情況下選擇與連接器位置相近的區(qū)域，結合適用高速去耦陶瓷電容的設置，為PX I模塊的合理運行提供依據(jù)。若出現(xiàn)多個PX I通信總線與某個串聯(lián)信號端接電阻的情況，應控制電阻設置位置與某串聯(lián)信號連接器引腳位置在15.1毫米以下。

2.2 軟件設計

基于PX I的相關規(guī)定，需要結合Win NT、Miciosoft等協(xié)議，進行PX I系統(tǒng)軟件框架的搭建。為了促使PX I軟件體系框架符合工業(yè)標準程序接口的要求，可利用工藝較成熟的PC軟件進行合理的整合。在進行PX I設備初始化的基礎上，可逐步進行內存讀寫、I/O讀寫、1553B總線通訊軟件設計等工作。PX I技術下的1553B通訊模塊軟件設計主要包括應用層軟件、驅動層軟件及底層傳輸軟件，應用層軟件主要完成將宿主機的任務按照預先設定的指令碼，如1-初始化、2-啟動、3-停止、4-軟件復位等，寫入通訊模塊的相應單元，并將底層的命令執(zhí)行結果上報給宿主機；驅動層軟件設計，主要完成讀寫等函數(shù)的編寫，作為頂?shù)讓榆浖?shù)據(jù)交互的紐帶；底層傳輸軟件的設計，主要任務是處理總線消息，如解析、執(zhí)行總線命令、消息處理、通道切換等，可結合協(xié)議芯片的配置要求完成，通常傳輸軟件會固化在通訊模塊的存儲器中。

2.3 電路設計

一方面在PX I總線與PCI接口設計過程中，可從PX I-1553B通訊總線某端口，將PCI接口芯片的PX I端口電氣信號、PX I機箱背板連接器位置的電氣信號進行連接處理，通常可以用雙方地址線、數(shù)據(jù)線等進行連接，而對于控制線路與PX I插槽的連接，可采取控制線路進行直接連接的措施。同時為了避免信號串聯(lián)對信號穩(wěn)定性的影響，可在整體PX I-1553B通訊總線進行抗干擾設計，如阻抗匹配等。由于相關PX I設備去耦性能需求，需在PX I底板處進行電源高速去耦陶瓷電容的設置，然后結合PX I總線串聯(lián)信號電阻的連接，在PX I總線模塊連接接口位置進行信號對接措施，最大限度的降低信號串聯(lián)對PX I底板的影響。端口連接信號一般為PAR、TRDY#、PERR#、DEVSEL#、FRAME#等， 而 對 于GNT#、C/BE0#～CBE3#則不需進行端口電阻信號連接。另一方面在PCI接口設計過程中，可從BU緩存非零等方面進行，然后通過地址數(shù)據(jù)信號鎖存處理，將PCI及PX I通訊數(shù)據(jù)總線進行獨立處理。同時由于BU總線內部具有一定數(shù)量的寄存器、儲存器，因此可利用PCI芯片進行相關地址空間的設計，主要為I/O尋址模式、Memory尋址模式等。在BU數(shù)據(jù)線、地址線與PCI本地數(shù)據(jù)有效連接的基礎上，可進行PCI本地支持模式設置，從而實現(xiàn)本地字節(jié)允許位與BU地址線的AO連接，且雙方地址線穩(wěn)定連接的模式。

3 結束語

綜上所述，PXI技術下的1553B總線通訊模塊的設計包括PCB電路板、軟件、邏輯三方面的設計，通過結合PXI技術和1553B總線技術的設計，使該通訊模塊能可靠地基于PXI總線完成1553B總線協(xié)議功能，并得到更大范圍的應用。

[1] 楊寒，范祥輝.一種主備自主切換1553B總線接口模塊設計與實現(xiàn)[J].信息通信，2016（5）：92-93.