CN102841543B - Fc-ae-1553接口传感器仿真设备 - Google Patents
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Abstract
FC-AE-1553接口传感器仿真设备，涉及一种接口传感器仿真设备。它是为了对FC-AE-1553仿真验证系统中的传感器NT终端进行仿真。其可编程逻辑器件内部构建有SOPC系统，NIOS II处理器、光纤接口模块和高速/低速接口控制模块均挂接在AVALON总线上。NIOS II处理器用于向光纤接口模块和高速/低速接口控制模块发送控制命令。高速/低速接口控制模块用于通过仿真设备内部总线与传感器进行数据交互。光纤接口模块用于将传感器传来的数据进行编码，并将编码后的数据通过光电/电光转换模块发送至其他FC-AE-1553设备；还用于通过光电/电光转换模块接收来自其他FC-AE-1553设备的数据，对该数据进行解码、CRC校验并传送给NIOS II处理器。本发明可广泛应用于航空电子系统中满足FC-AE-1553协议的传感器设备的研制与开发。
Description
技术领域
本发明涉及一种接口传感器仿真设备。
背景技术
基于光纤通道技术的FC-AE-1553总线由于在数据传输带宽、网络性能等方面的优势成为继MIL-STD-1553B总线后的航空电子总线标准，将越来越多的应用于星载、舰载、机载设备。FC-AE-1553接口传感器仿真设备，可以作为FC-AE-1553仿真验证系统中的NT终端，对于组建系统具有较高的应用价值和实际意义。但目前，还没有FC-AE-1553接口的传感器设备。
发明内容
本发明是为了对FC-AE-1553仿真验证系统中的传感器NT终端进行仿真，从而提供一种FC-AE-1553接口传感器仿真设备。
FC-AE-1553接口传感器高速仿真设备，它包括NT接口和传感器；所述NT接口包括可编程逻辑器件、光电/电光转换模块和二号高速接口；
可编程逻辑器件内部构建有SOPC系统，所述SOPC系统包括NIOS II处理器、光纤通道接口模块、高速接口控制模块、AVALON总线和一号高速接口；
NIOS II处理器、光纤通道接口模块、高速接口控制模块均挂接在AVALON总线上；
NIOS II处理器用于向光纤通道接口模块和高速接口控制模块发送控制命令；
高速接口控制模块用于通过一号高速接口和二号高速接口与传感器进行数据交互；
光纤通道接口模块用于将传感器传来的数据进行编码，并将编码后的数据通过光电/电光转换模块发送至FC-AE-1553设备；还用于通过光电/电光转换模块接收来自FC-AE-1553设备的数据，并对该数据进行解码、CRC校验并传送至NIOS II处理器；
光电/电光转换模块用于实现光信号和电信号的相互转换。
它还包括SRAM存储器，所述SRAM存储器挂接在AVALON总线上；SRAM存储器用于存储数据。
SRAM存储器的是256K*16的SRAM存储器。
可编程逻辑器件的型号为EP2AGX45DF29。
光电/电光转换模块的型号为FTLF8524P2。
FC-AE-1553接口传感器低速仿真设备，它包括NT接口和M个传感器；所述NT接口包括可编程逻辑器件、光电/电光转换模块和二号高速接口；
可编程逻辑器件内部构建有SOPC系统，所述SOPC系统包括NIOS II处理器、光纤通道接口模块、低速接口控制模块、AVALON总线和M个一号低速接口；
NIOS II处理器、光纤通道接口模块、低速接口控制模块均挂接在AVALON总线上；
NIOS II处理器用于向光纤通道接口模块和低速接口控制模块发送控制命令；
低速接口控制模块用于通过一个一号低速接口和一个二号低速接口与一个传感器进行数据交互；
光纤通道接口模块用于将传感器传来的数据进行编码，并将编码后的数据通过光电/电光转换模块发送至FC-AE-1553设备；还用于通过光电/电光转换模块接收来自FC-AE-1553设备的数据，并对该数据进行解码、CRC校验并传送至NIOS II处理器；
光电/电光转换模块用于实现光信号和电信号的相互转换；
M为正整数。
它还包括SRAM存储器，所述SRAM存储器挂接在AVALON总线上；SRAM存储器用于存储数据。
它还包括并串/串并转换模块，所述并串/串并转换模块用于可编程逻辑器件与光电/电光转换模块之间的串行数据与并行数据的转换。
并串/串并转换模块采用型号为HDMP-1636A芯片实现。
可编程逻辑器件的型号为EP1C12Q240。
有益效果：本发明能够对FC-AE-1553接口传感器设备进行仿真，进而实现对FC-AE-1553仿真验证系统的组建，从而验证FC-AE-1553总线适合应用于航空电子系统。本发明可广泛应用于航空电子系统中满足FC-AE-1553协议的传感器设备的研制与开发，对实现航空电子总线的更新换代有重要的理论和实际意义。
附图说明
图1是具体实施方式一中FC-AE-1553接口传感器仿真设备的结构示意图；图2是具体实施方式一的仿真设备与系统的连接示意图；图3是高速FC-AE-1553传感器仿真设备的原理示意图；图4是具体实施方式六中FC-AE-1553接口传感器仿真设备的结构示意图；图5是低速FC-AE-1553传感器仿真设备的原理示意图。
具体实施方式
具体实施方式一、结合图1说明本具体实施方式，FC-AE-1553接口传感器仿真设备，它是FC-AE-1553接口传感器高速仿真设备，它包括NT接口和传感器5；所述NT接口包括可编程逻辑器件1、光电/电光转换模块2和二号高速接口4；
可编程逻辑器件内部构建有SOPC系统，所述SOPC系统包括NIOS II处理器11、光纤通道接口模块12、高速接口控制模块13、AVALON总线14和一号高速接口15；
NIOS II处理器11、光纤通道接口模块12、高速接口控制模块13均挂接在AVALON总线14上；
NIOS II处理器11用于向光纤通道接口模块12和高速接口控制模块13发送控制命令；
高速接口控制模块13用于通过一号高速接口15和二号高速接口4与传感器5进行数据交互；
光纤通道接口模块12用于将传感器5传来的数据进行编码，并将编码后的数据通过光电/电光转换模块2发送至FC-AE-1553设备；还用于通过光电/电光转换模2块接收来自FC-AE-1553设备的数据，并对该数据进行解码、CRC校验并传送至NIOS II处理器11；
光电/电光转换模块2用于实现光信号和电信号的相互转换。
具体实施方式二、本具体实施方式与具体实施方式一所述的FC-AE-1553接口传感器仿真设备的区别在于，它还包括SRAM存储器3，所述SRAM存储器3挂接在AVALON总线14上；SRAM存储器3用于存储数据。
具体实施方式三、本具体实施方式与具体实施方式二所述的FC-AE-1553接口传感器仿真设备的区别在于，SRAM存储器3的是256K*16的SRAM存储器。
具体实施方式四、本具体实施方式与具体实施方式一所述的FC-AE-1553接口传感器仿真设备的区别在于，可编程逻辑器件1的型号为EP2AGX45DF29。
具体实施方式五、本具体实施方式与具体实施方式一所述的FC-AE-1553接口传感器仿真设备的区别在于，光电/电光转换模块2的型号为FTLF8524P2。
设备内部的传感器和NT接口电路通过高速总线进行连接，其中NT接口完成FC底层协议及FC-AE-1553协议中的NT功能，它接收来自传感器的数据，并在NC的控制下将传感器数据通过光纤发送给NC节点。
NT接口由可编程逻辑器件FPGA、静态存储器SRAM和光电/电光转换SFP模块组成，如图3所示。NT接口使用大小为256K*16的SRAM存储数据，光电/电光转换SFP模块选用Finisar公司的FTLF8524P2，实现光信号与电信号之间的转换。
由于光纤接口及设备内部高速接口均涉及到高速信号处理，对FPGA的性能提出了一定的要求，因此选用Altera公司的内部带有高速收发器的Arria II系列FPGA，型号为EP2AGX45DF29。FPGA内部的高速收发器模块实现光纤通道1.0625Gb/s的串行数据与106.25Mb/s的并行数据之间的转换。FPGA内部采用基于NIOS II软核处理器的SOPC系统设计，由软硬件共同完成FC-1、FC-2层协议及NT功能，并完成高速接口控制逻辑设计。
SOPC系统设计如图1所示，其中光纤通道接口模块完成FC-1层的8b10b编解码、接收字同步和FC-2层的端口状态机、原语序列协议、帧同步和CRC校验等功能，将传感器数据以FC-AE-1553帧的形式发送出去，同时也接收来自NC的FC-AE-1553帧，并对其进行解码与CRC校验，然后送到NIOS II处理器进行下一步处理；NIOS II处理器用于控制和协调各SOPC模块，在其上运行的软件实现登录等扩展链路服务以及序列的收发，完成对接收到的NC命令做出响应等NT功能；高速接口控制模块通过设备内部高速总线完成对传感器数据的接收。
具体实施方式六、结合图4说明本具体实施方式，FC-AE-1553接口传感器仿真设备，其特征是：它是FC-AE-1553接口传感器低速仿真设备，它包括NT接口和M个传感器5；所述NT接口包括可编程逻辑器件1、光电/电光转换模块2和二号低速接口6；
可编程逻辑器件内部构建有SOPC系统，所述SOPC系统包括NIOS II处理器11、光纤通道接口模块12、低速接口控制模块18、AVALON总线14和M个一号低速接口17；
NIOS II处理器11、光纤通道接口模块12、低速接口控制模块18均挂接在AVALON总线14上；
NIOS II处理器11用于向光纤通道接口模块12和低速接口控制模块18发送控制命令；
低速接口控制模块13用于通过一个一号低速接口17和一个二号低速接口6与一个传感器5进行数据交互；
光纤通道接口模块12用于将传感器5传来的数据进行编码，并将编码后的数据通过光电/电光转换模块2发送至FC-AE-1553设备；还用于通过光电/电光转换模2块接收来自FC-AE-1553设备的数据，并对该数据进行解码、CRC校验并传送至NIOS II处理器11；
光电/电光转换模块2用于实现光信号和电信号的相互转换；
M为正整数。
具体实施方式七、本具体实施方式与具体实施方式六所述的FC-AE-1553接口传感器仿真设备的区别在于，它还包括SRAM存储器3，所述SRAM存储器3挂接在AVALON总线14上；SRAM存储器3用于存储数据。
具体实施方式八、本具体实施方式与具体实施方式六所述的FC-AE-1553接口传感器仿真设备的区别在于，它还包括并串/串并转换模块，所述并串/串并转换模块用于可编程逻辑器件1与光电/电光转换模块2之间的串行数据与并行数据的转换。
具体实施方式九、本具体实施方式与具体实施方式八所述的FC-AE-1553接口传感器仿真设备的区别在于，并串/串并转换模块采用型号为HDMP-1636A芯片实现。
具体实施方式十、本具体实施方式与具体实施方式六所述的FC-AE-1553接口传感器仿真设备的区别在于，可编程逻辑器件1的型号为EP1C12Q240。
NT接口电路可以连接多个传感器，如图5所示。每个传感器提供一个低速接口，如Motorola公司生产的带有RS-232接口的GPS接收机M12T等，因此在设计NT接口电路时要提供相应的低速接口及控制逻辑以与传感器通信；从性能要求和成本等方面综合考虑，可使用Altera公司的低端Cyclone系列FPGA，型号为EP1C12Q240；采用Agilent公司的并串/串并转换芯片HDMP-1636A实现光纤通道1.0625Gb/s的串行数据与106.25Mb/s的并行数据之间的转换；FPGA内部SOPC系统设计方案与高速设备的不同之处在于将高速接口控制模块换为多个低速接口控制模块。
Claims (10)
1.FC-AE-1553接口传感器仿真设备，其特征是：它是FC-AE-1553接口传感器高速仿真设备，它包括NT接口和传感器（5）；所述NT接口包括可编程逻辑器件（1）、光电/电光转换模块（2）和二号高速接口（4）；
可编程逻辑器件内部构建有SOPC系统，所述SOPC系统包括NIOS II处理器（11）、光纤通道接口模块（12）、高速接口控制模块（13）、AVALON总线（14）和一号高速接口（15）；
NIOS II处理器（11）、光纤通道接口模块（12）、高速接口控制模块（13）均挂接在AVALON总线（14）上；
NIOS II处理器（11）用于向光纤通道接口模块（12）和高速接口控制模块（13）发送控制命令；
高速接口控制模块（13）用于通过一号高速接口（15）和二号高速接口（4）与传感器（5）进行数据交互；
光纤通道接口模块（12）用于将传感器（5）传来的数据进行编码，并将编码后的数据通过光电/电光转换模块（2）发送至FC-AE-1553设备；还用于通过光电/电光转换模块（2）接收来自FC-AE-1553设备的数据，并对该数据进行解码、CRC校验并传送至NIOS II处理器（11）；
光电/电光转换模块（2）用于实现光信号和电信号的相互转换。
2.根据权利要求1所述的FC-AE-1553接口传感器仿真设备，其特征在于它还包括SRAM存储器（3），所述SRAM存储器（3）挂接在AVALON总线（14）上；SRAM存储器（3）用于存储数据。
3.根据权利要求2所述的FC-AE-1553接口传感器仿真设备，其特征在于SRAM存储器（3）是256K*16的SRAM存储器。
4.根据权利要求2所述的FC-AE-1553接口传感器仿真设备，其特征在于可编程逻辑器件（1）的型号为EP2AGX45DF29。
5.根据权利要求2所述的FC-AE-1553接口传感器仿真设备，其特征在于光电/电光转换模块（2）的型号为FTLF8524P2。
6.FC-AE-1553接口传感器仿真设备，其特征是：它是FC-AE-1553接口传感器低速仿真设备，它包括NT接口和M个传感器（5）；所述NT接口包括可编程逻辑器件（1）、光电/电光转换模块（2）和二号低速接口（6）；
可编程逻辑器件内部构建有SOPC系统，所述SOPC系统包括NIOS II处理器（11）、 光纤通道接口模块（12）、低速接口控制模块（18）、AVALON总线（14）和M个一号低速接口（17）；
NIOS II处理器（11）、光纤通道接口模块（12）、低速接口控制模块（18）均挂接在AVALON总线（14）上；
NIOS II处理器（11）用于向光纤通道接口模块（12）和低速接口控制模块（18）发送控制命令；
低速接口控制模块（ 18）用于通过一个一号低速接口（17）和一个二号低速接口（6）与一个传感器（5）进行数据交互；
光纤通道接口模块（12）用于将传感器（5）传来的数据进行编码，并将编码后的数据通过光电/电光转换模块（2）发送至FC-AE-1553设备；还用于通过光电/电光转换模块（2）接收来自FC-AE-1553设备的数据，并对该数据进行解码、CRC校验并传送至NIOS II处理器（11）；
光电/电光转换模块（2）用于实现光信号和电信号的相互转换；
M为正整数。
7.根据权利要求6所述的FC-AE-1553接口传感器仿真设备，其特征在于它还包括SRAM存储器（3），所述SRAM存储器（3）挂接在AVALON总线（14）上；SRAM存储器（3）用于存储数据。
8.根据权利要求6所述的FC-AE-1553接口传感器仿真设备，其特征在于它还包括并串/串并转换模块，所述并串/串并转换模块用于可编程逻辑器件（1）与光电/电光转换模块（2）之间的串行数据与并行数据的转换。
9.根据权利要求8所述的FC-AE-1553接口传感器仿真设备，其特征在于并串/串并转换模块采用型号为HDMP-1636A芯片实现。
10.根据权利要求6所述的FC-AE-1553接口传感器仿真设备，其特征在于可编程逻辑器件（1）的型号为EP1C12Q240。
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