FPGA在弹上信息处理机中的应用

2009-04-14 19:54:04 来源：作者：方超 西安骊山微山电子公司

关键字： 信息采集 FPGA 组帧 融合 缓冲发送

　　引言

　　信息处理机(图1)用于完成导弹上多路遥测信息的采集、处理、组包发送。主要功能包括高速1553B总线的数据收发 、422接口设备的数据加载与检测、多路数据融合和数据接收、处理、组包发送的功能。其中，总线数据和其他422接口送来的数据同时进行并行处理;各路输入信息按预定格式进行融合与输出;数据输出速率以高速同步422口的帧同步脉冲为源，如果高速同步422口异常不影响总线数据和其它422口的数据融合与输出功能。在CPU发生异常或总线数据异常时不影响其它422口数据的融合与输出功能;能够对从总线上接收的数据进行二次筛选、组包，并发送往总线，供其它设备接收。

                                         　　图1 信息处理机功能框图弹上功能框图

　　系统设计

　　CPU选择

　　4M 1553B总线数据的采集，由4M总线智能通讯接口管理，经CPU接收、组包，再回到4M总线，发送至FPGA进行采集。CPU选择Atmel公司的AT91FR40162S, 内部自带256KB的SRAM和容量为2M x 8b FLASH存储器，主频最高可达75MHz。该ARM的等待电路由硬件等待逻辑产生，在FPGA内部实现。ARM外部中断源主要有：4M 1553B通讯控制器中断;20ms缓冲区切换中断。其中，4M 1553B通讯控制器中断信号经过FPGA整形后送入ARM。20ms缓冲区切换中断提供给FPGA内部各个同步、异步通讯IP组帧状态机用于缓冲区切换。

　　3路输入数字量接口

　　3路输入数字量，码速率分别为：1.28Mbps、115.2Kbps、38.4Kbps的数据流，数据流在FPGA内部经过串并转换将接收的数据存储在数据缓冲区A和数据缓冲区B中，再经过状态控制机来控制数据的不断更新。

　　同步422接口输出

　　采用两路单向RS422同步串行通讯接口，差分传输，一路为串行数据，一路为时钟数据 ，采用双线制传输。输出码速率2.56Mbps，15位加扰。

　　FPGA设计

　　当3 路输入数字量的数据流和4M的1553数据在20ms的时间内传输时，所需的内存约为10KB。

　　缓冲区存储切换有2种方式：

　　1)当1.28M的同步串行接口接收的数据个数达到64x100时切换;

　　2)由内部的20ms定时器切换。

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