發(fā)布時間：2020-03-23 22:26

【摘要】： 星載數據總線用于各星載電子設備之間的通訊和數據交換,是整個星載電子系統(tǒng)的關鍵部件之一。隨著航天工程的不斷發(fā)展,星載電子系統(tǒng)對星載數據總線的要求進一步提高,需要一種更先進的高速總線來支持各個電子設備之間高速、實時的數據傳輸。另一方面,航天電子系統(tǒng)正向小型化趨勢發(fā)展。航天電子系統(tǒng)的小型化,為提高航天器性能、降低成本和縮短研發(fā)周期提供了可能,它已經成為現(xiàn)代航天工程的發(fā)展趨勢之一。因此,研制一種通用、輕小型化的高速星載數據總線接口對未來航天工程應用具有重要意義。 在實際星載任務中,有些星載設備不帶有CPU單元,但是也要使用高速數據總線來實現(xiàn)與其它設備的通訊,因此需要開發(fā)一種用于這類星載非智能設備的輕小型化高速總線接口,在實現(xiàn)高速數據傳輸的同時盡量減小整個星載電子設備的體積和功耗。本文選擇了IEEE 1394高速串行總線,IEEE 1394總線遵從CSR體系結構,支持熱插拔和即插即用,支持等時和異步兩種傳輸模式,是NASA推薦用于未來空間應用的數據總線之一。 本課題設計了以Actel FPGA作為主控單元的用于星載非智能設備IEEE 1394接口原理樣機。原理樣機中主要包括主控FPGA、IEEE 1394協(xié)議芯片組、LVDS接口、ADC和DAC接口以及RS232調試接口等。在FPGA對總線接口板的控制實現(xiàn)過程中,還選用了開源的MC8051 IP作為控制單元,實現(xiàn)了一個簡單的片上可編程系統(tǒng),并對IEEE 1394總線功能作了測試和驗證。 本文詳細介紹了課題的背景和國內外發(fā)展近況、IEEE 1394總線的技術概要;論述了方案確定和硬件設計的過程,以及FPGA控制邏輯和MC8051 IP在FPGA中的實現(xiàn);說明了IEEE 1394數據包的格式,進行了IEEE 1394總線的功能測試,并闡明了MC8051控制軟件的實現(xiàn)方法。本課題所開發(fā)的用于星載非智能設備的IEEE 1394總線接口原理樣機經過完善后可用于星載非智能設備中,對未來IEEE 1394總線的星載應用具有借鑒意義。
【圖文】：

圖 5.16 MC8051 IP 結構框圖051 IP 在 Actel FPGA 的實現(xiàn)51 在 Actel FPGA 中實現(xiàn)主要包括參數配置以及 RAM 和時51 提供了參數化設計，，通過修改 VHDL 源文件 mc8051_修改內部模型，例如 UART 個數，Timer 個數，選擇乘法6 個計時器、外部中斷以及串行接口單元，具體數目可以除功能，可以將乘法器和除法器個數設置為 0，以節(jié)省

圖 5.37 139上電之后首先初始化 MC8051，然后默認的某種模式，接著等待中斷發(fā)生，轉所示，首先檢查發(fā)生的中斷，如果是 RXGRF 中的數據包，并對數據包進行解析發(fā)送。根據數據包解析得知的異步命令內出相應的本地控制信號。
【學位授予單位】：中國科學院研究生院（空間科學與應用研究中心）
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：TP336;V443

【引證文獻】

相關碩士學位論文 前1條

1 高旭光;基于IEEE1394總線的高速信息傳輸設備的設計[D];河北大學;2010年

本文編號：2597355