發(fā)布時(shí)間：2018-05-25 14:47

  本文選題：CAN + 1553B�。� 參考：《吉林大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：1553B總線,其全稱為MIL-STD-1553B總線。這是一種分布處理、集中控制的主從式總線,具有響應(yīng)實(shí)時(shí)、故障容錯(cuò)以及性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。早期的機(jī)載設(shè)備相對(duì)獨(dú)立,這就造成設(shè)備連接線束復(fù)雜,進(jìn)而產(chǎn)生一系列的弊端。1553B總線的提出極大的改善了線束復(fù)雜的問(wèn)題,隨著總線的發(fā)展,如今已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航天航空,空間探測(cè),火控系統(tǒng)以及各種對(duì)穩(wěn)定性要求極高的場(chǎng)景。CAN總線作為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中優(yōu)秀總線的代表,自誕生以來(lái)就得到了快速的發(fā)展,伴隨著汽車行業(yè)井噴式的爆發(fā),CAN總線的應(yīng)用也隨之得到了普及。由于CAN總線具有穩(wěn)定性強(qiáng),數(shù)據(jù)傳輸率高等特點(diǎn),使其應(yīng)用場(chǎng)景不局限于汽車電子,并逐漸被推廣在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)、以及航天航空等各個(gè)領(lǐng)域。USB總線是轉(zhuǎn)為計(jì)算機(jī)提出的與其外設(shè)之間進(jìn)行通信的標(biāo)準(zhǔn)接口,這是一種傳輸速率極高(在最新的USB3.1標(biāo)準(zhǔn)中,速率達(dá)到10Gbps)的通用串行總線。USB總線接口具有體積小巧,支持熱插拔、即插即用、兼容性好、節(jié)省系統(tǒng)資源的特點(diǎn),如今在幾乎任意一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備上均能看到USB接口的身影。伴隨著工業(yè)控制迅猛的步發(fā)展,設(shè)備間的數(shù)據(jù)交互與共享需求越來(lái)越強(qiáng)烈,但是設(shè)備間的接口往往不同,有的出于成本考慮,有的出于特定的應(yīng)用,而有的因?yàn)樵O(shè)備隨著時(shí)間的變遷而接口顯得“老舊”。由于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的差異以及底層協(xié)議相對(duì)獨(dú)立,使得網(wǎng)絡(luò)之間的操作和信息交換難以進(jìn)行。同時(shí),底層網(wǎng)絡(luò)大多具有一定的封閉性,其擴(kuò)展能力有限,這種情況在一定程度上限制了工業(yè)總線的發(fā)展與應(yīng)用。工業(yè)總線多為服務(wù)于嵌入式系統(tǒng),系統(tǒng)經(jīng)常需要將數(shù)據(jù)上傳至PC用于監(jiān)控,保存數(shù)據(jù)或進(jìn)行實(shí)時(shí)交互,為解決以上問(wèn)題本文提出了一種基于FPGA(XC6SLX75)為主控制器,以ARM(STM32F105VCT6)為CAN總線控制器,以CY7C68013作為USB總線控制器,以BU61580作為1553B總線控制器的協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備。該協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊分別將1553B總線以及CAN總線上的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,通過(guò)FPGA進(jìn)行數(shù)據(jù)包的解析與重封裝處理,最終匯總于USB接口上傳至計(jì)算機(jī),同時(shí)也可以將上位機(jī)通過(guò)USB接口發(fā)送的數(shù)據(jù)解析成相應(yīng)的CAN總線報(bào)文或1553B總線報(bào)文下發(fā)至相應(yīng)的總線上。完成了傳統(tǒng)USB-CAN以及USB-1553B的協(xié)議轉(zhuǎn)換功能,并且通過(guò)上位機(jī)軟件將數(shù)據(jù)的解析與重封裝,間接的實(shí)現(xiàn)了1553B-CAN總線的數(shù)據(jù)傳輸功能。可以通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制,遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能,為進(jìn)一步接入互聯(lián)網(wǎng)提供了底層基礎(chǔ)。本文充分的對(duì)CAN總線MIL-STD-1553B總線以及USB總線進(jìn)行了深入的研究,系統(tǒng)通過(guò)匯總不同協(xié)議數(shù)據(jù)、緩存、增加指令碼等方式,實(shí)現(xiàn)了不同總線報(bào)文的解碼及重編碼的方式,使計(jì)算機(jī)通過(guò)USB接口可以方便的識(shí)別各種總線的報(bào)文,并可以下發(fā)相應(yīng)總線報(bào)文至總線�？紤]1553B總線與CAN總線相對(duì)獨(dú)立的特點(diǎn),系統(tǒng)利用FPGA并行運(yùn)算的特點(diǎn),將1553B總線與CAN總線的收發(fā)分割成兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的模塊,互不干擾,正式基于此設(shè)計(jì),兩種總線數(shù)據(jù)在同時(shí)爆發(fā)大量數(shù)據(jù)的時(shí)候不會(huì)因?yàn)閿?shù)據(jù)阻塞而導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟包,保證了采集系統(tǒng)在原理上的可行性。最后,針對(duì)設(shè)計(jì)提出的功能指標(biāo)進(jìn)行了充分的測(cè)試,不僅對(duì)FPGA的模塊進(jìn)行逐級(jí)的功能仿真,并且借用成熟的仿真設(shè)備搭建了測(cè)試環(huán)境,通過(guò)實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行了功能測(cè)試及壓力測(cè)試,驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)模塊功能的正確性以及模塊性能的穩(wěn)定性。
[Abstract]:1553B bus, its full name is MIL-STD-1553B bus. This is a distributed processing, centralized control master slave bus, which has the characteristics of real-time response, fault tolerance and performance stability. The early airborne equipment is relatively independent, which causes the complex wiring harness of the equipment, and then produces a series of disadvantages to improve the.1553B bus greatly. With the development of the bus, with the development of the bus, it has been widely used in aerospace, space detection, fire control system and all kinds of scene.CAN bus with high stability. As the representative of the excellent bus in the industrial field, it has been developed rapidly since its birth. With the blowout of the automobile industry, the CAN bus The application of the CAN bus has also been popularized. Because of its strong stability and high data transmission rate, the application scene is not limited to automotive electronics, and it is gradually popularized in the industrial field, and the.USB bus in all fields such as aerospace and aviation is a standard interface to communication between the computer and its peripherals. The universal serial bus.USB bus interface with high transmission rate (in the latest USB3.1 standard, with a rate of 10Gbps) is small in volume, supports hot pluggable, plug and play, compatibility, and saving system resources. Now, the USB interface can be seen on almost any computer equipment. With the rapid industrial control, it is accompanied by rapid industrial control. The need for data interaction and sharing between devices is becoming more and more intense, but the interfaces between devices are often different, some out of cost consideration, some out of specific applications, and some are "old" because of the change of time. The operation and information exchange between them are difficult to carry out. At the same time, the underlying network is mostly closed and its extension ability is limited. This situation restricts the development and application of the industrial bus to a certain extent. The industrial bus is mostly in the embedded system. The system often needs to upload data to PC for monitoring, save data or enter. In order to solve the problem, a kind of FPGA (XC6SLX75) based controller based on ARM (STM32F105VCT6) as the CAN bus controller, CY7C68013 as the USB bus controller and BU61580 as the protocol conversion device of the 1553B bus controller are presented in this paper. The CO conversion module takes the 1553B bus and the number of CAN bus respectively. According to the collection, the data package is parsed and repackaged through FPGA. Finally, the USB interface is uploaded to the computer. At the same time, the data sent by the host computer through the USB interface can be parsed to the corresponding CAN bus message or the 1553B bus message to the corresponding bus. The protocol of the traditional USB-CAN and USB-1553B can be completed. The function is changed, and the data is analyzed and repackaged through the upper computer software. The data transmission function of the 1553B-CAN bus is realized indirectly. The function of remote control and remote monitoring can be realized through the computer. It provides the underlying foundation for the further access to the Internet. This paper is full of the CAN bus MIL-STD-1553B bus and the USB bus. In depth research, the system realizes the decoding and heavy coding of different bus messages by collecting different protocol data, caching, and adding instruction code, so that the computer can easily identify all kinds of bus messages through the USB interface, and can send the corresponding message to the bus. The 1553B bus is relative to the CAN bus. Independent characteristics, the system uses the characteristics of FPGA parallel operation, divides the 1553B bus and CAN bus into two relatively independent modules, and does not interfere with each other. It is formally based on this design. The two kinds of bus data will not cause data packet loss due to data blocking when a large number of data are broken out at the same time, and the acquisition system is guaranteed in principle. Finally, according to the full test of the functional indexes proposed in the design, not only the functional simulation of the FPGA module is not only performed step by step, but also the test environment is built by using the mature simulation equipment, the function test and pressure test are carried out through the actual test data, and the correctness and modularity of the function of the designed module are verified and verified. The stability of the energy.
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP273

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本文編號(hào)：1933576