基于FPGA的1553B总线测试系统设计.pdf

MIL-STD-1553B总线标准是美国军方定义的一种串行总线标准，它具备完整的、高可靠性的总线通信协议，广泛应用于航空电子、卫星导航、武器系统等军事领域。由于其在航空电子等关键领域的应用，对1553B总线进行测试是一项十分重要的工作，但是传统的测试方法往往繁琐复杂，尤其是在实时性要求高的特殊测试场合下难以满足测试需求。 为了解决传统测试方法存在的问题，提出了基于FPGA（现场可编程门阵列）的1553B总线测试系统设计。FPGA具有可编程和实时配置的优势，可以用于实时配置两块BU-61580芯片，并且能够与这两块芯片进行实时通信。系统设计分为三部分：在PC机上运行的上位机软件、通过USB接口与PC机连接的1553B总线测试卡以及被测1553B总线设备。 上位机软件由驱动层、接口层和应用层构成。驱动层的驱动程序与USB接口单片机CY7C68013的固件程序配合，完成上位机与测试卡之间的命令和数据的交互。应用层的应用软件负责实现1553B总线测试流程和测试逻辑分析，通过接口层提供的接口功能函数与测试卡进行通信。 硬件层主要由USB接口单片机CY7C68013、主控FPGA(XC3S400)以及两片BU-61580芯片组成。主控FPGA响应应用软件发送的控制命令，根据命令完成两片BU-61580的初始化配置、发起总线数据传输、监控总线数据，并作为RT（远程终端）响应BC（总线控制器）的功能。监控数据及总线各种数据请求通过CY7C68013上传至上位机，上位机应用软件对接收到的上传数据进行实时分析后作出响应，从而实现整个总线测试系统数据环路。 在实际测试过程中，用户可以根据测试需求，通过应用软件对两片BU-61580芯片进行配置，设置1553B总线测试流程。应用软件通过CY7C68013发送控制命令和测试数据至主控FPGA，主控FPGA再将测试数据发送给BU-61580芯片，进而将数据发送至1553B总线。之后，主控FPGA将监控数据通过CY7C68013上传至上位机，完成一次数据交互循环。 1553B总线测试卡硬件电路设计中，FPGA作为核心处理单元，负责处理各种控制命令和数据传输任务，是实现测试系统灵活性和实时性的关键。测试卡与上位机软件配合，可以灵活地进行各种复杂通信逻辑的测试和实时性测试，为开发和调试1553B总线相关设备提供了一个有效的工具。 基于FPGA的1553B总线测试系统设计，能够有效地解决传统测试卡难以应对的某些特殊实时性要求高、命令逻辑复杂的测试需求，大大提高了测试的效率和便捷性，是航空电子等领域中进行1553B总线测试的理想选择。