基于CompactPCI總線的多功能串行通信接口設(shè)計(jì).pdf

1、目前，航空機(jī)載電子設(shè)備接口的多樣化致使設(shè)備間的數(shù)據(jù)通信困難，并且使對(duì)設(shè)備檢測和維護(hù)效率大大降低。為了解決這一難題，并針對(duì)機(jī)載設(shè)備常用的串行接口，本課題研制了基于CompactPCI總線的多功能串行通信接口板卡。它不但能夠?qū)崿F(xiàn)多臺(tái)不同串口設(shè)備之間高效率數(shù)據(jù)通信，而且能方便地完成對(duì)多臺(tái)機(jī)載設(shè)備的自動(dòng)檢測的功能。
　　本課題采用CompactPCI總線控制芯片+FPGA+電平轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)方案，來實(shí)現(xiàn)基于CompactPCI總線的3路R

2、S-232、3路RS-422和3路ARINC-429串行總線通信接口的設(shè)計(jì)。CompactPCI總線負(fù)責(zé)本通信接口板卡與主控機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，其總線接口控制芯片選用的是由PLX公司提供的PCI9030。利用可編程邏輯器件FPGA來實(shí)現(xiàn)UART和ARINC-429數(shù)據(jù)收發(fā)協(xié)議，其中包括數(shù)據(jù)緩存、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)收發(fā)處理。電平轉(zhuǎn)換電路是為了實(shí)現(xiàn)FPGA的LVTTL電平與各串口信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)電平之間轉(zhuǎn)換，其中RS-232和RS-422串行總線接口的

3、電平轉(zhuǎn)換電路分別采用MAX211E和MAX3490E轉(zhuǎn)換芯片來完成；而ARINC-429總線接口的電平轉(zhuǎn)換電路則采用運(yùn)算放大器和比較器搭建而成，來取代專用的調(diào)制解調(diào)芯片，進(jìn)而降低研制成本。
　　在本課題設(shè)計(jì)中，可編程邏輯器件FPGA是整個(gè)通信接口板卡的核心器件，它主要負(fù)責(zé)各串行總線數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議邏輯電路實(shí)現(xiàn)。并且每路通道都設(shè)計(jì)了兩個(gè)獨(dú)立的發(fā)送和接收FIFO作數(shù)據(jù)緩存器，用來協(xié)調(diào)總線數(shù)據(jù)傳輸速率匹配問題。利用現(xiàn)場可編程門陣列FPGA器

4、件來實(shí)現(xiàn)接口數(shù)據(jù)通信和串行通信協(xié)議，不僅有利于對(duì)接口總線數(shù)據(jù)傳輸規(guī)范的更改或系統(tǒng)升級(jí)，而且大大降低了通信接口研制成本。FPGA的設(shè)計(jì)是采用VerilogHDL描述性語言對(duì)系統(tǒng)各邏輯模塊的RTL代碼編寫，并在集成開發(fā)環(huán)境QuartusⅡ6.0平臺(tái)上來完成整個(gè)接口系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、綜合實(shí)現(xiàn)和布局布線，并借助于ModelSim SE6.0仿真工具對(duì)各功能模塊的邏輯進(jìn)行仿真。
　　最后，將設(shè)計(jì)完成的通信接口板卡與相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序聯(lián)合測試結(jié)果表明：