CN103279055A - 一种连接Arinc708板卡与FPGA开发板的转接板设计方案 - Google Patents

一种连接Arinc708板卡与FPGA开发板的转接板设计方案 Download PDF

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毛峡
李添
陈立江
赵鹏飞
郑海超
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Abstract

本发明提出了一种用于连接Arinc708板卡与FPGA开发板的转接板设计方案。可概括为：步骤一：测试Arinc708板卡输出波形的电压，得到的是峰峰值为6.6V的模拟差分信号；步骤二：对6.6V的模拟差分电压进行降压和电平转换，得到高电平为3.3V的数字信号,作为FPGA的输入信号。用到的芯片是PM-DB2725EX和HI-1570PSI；步骤三：电源模块的设计，本设计采用了220V转5V的电源接口和一个5V转3.3V的稳压芯片AMS1117-3.3；步骤四：测试Arinc708与FPGA之间的通信，结果表明本发明很好的解决了Arinc708板卡与FPGA开发板连接时的电平匹配问题。

Description

一种连接Arinc708板卡与FPGA开发板的转接板设计方案
技术领域
本发明涉及一种信号转换的硬件电路设计方法，主要涉及信号处理、嵌入式和数据通信领域。
背景技术
信号处理技术现在广泛应用于计算机科学、数据通信和生物医学工程等领域。包括模拟信号、数字信号、语音信号、图像信号和视频信号等信号处理技术。而在嵌入式的数据通信领域，基于模拟信号和数字信号的转换越来越重要，因为在嵌入式系统中FPGA芯片接收的电压和信号有一定的限制，而工程上一些特定的的信号往往不能满足FPGA接收的要求，给实际的开发工作带来了很大的不便。因此如何实现信号处理且使信号不产生失真在工程应用中变得越来越重要。
Arinc708是民用飞机上的机载脉冲多普勒天气雷达系统的规范。采用一种数据传输的方法，使用变压器耦合曼彻斯特编码的信号。Arinc708的数据帧共有1600位，帧的头部分包括范围，倾斜度，增益，状态等信息。Arinc708规范的信号的工作频率为1Mb/s。
为了能够顺利接收Arinc708板卡发出的数据，并将其输入给FPGA进行处理，因此必须要将输出信号其进行相应的处理。因此，本发明提出的一种用于连接Arinc708板卡与FPGA开发板的转接板的设计方案在工程应用中有很重要的意义。
发明内容
本发明为了解决Arinc708板卡与FPGA开发板的通信问题，提出了一种转接板的设计方案，具体的技术方案如下：
步骤一：对Arinc708板卡输出波形的电压进行测试；
步骤二：设计降压和电平转换模块；
步骤三：设计供电电源模块；
步骤四：测试Arinc708板卡与开发板之间的通信。
其中，在步骤一中，对Arinc708板卡输出波形的电压进行测试，本发明中用到的Arinc708板卡的型号为Exc-2000PCI，将其插在电脑的PCI插槽中，安装厂商提供相应的驱动和测试软件，运行测试软件，用数字示波器测试Exc-2000PCI的输出端口得到输出峰峰值为6.6V的差分模拟信号。
在步骤二中，为了将峰峰值为6.6V的差分模拟信号转换为FPGA可以接收的高电平为3.3V数字信号，转接板中添加了降压和电平转换模块，用到的芯片是Holt公司出厂的PM-DB2725EX型号的耦合变压器和型号为HI-1570PSI的电平转换芯片。其中变压器的作用是将输入信号降到HI-1570PSI可以接收的输入信号电平范围之内，本发明采用的变压器的变压比为2.5：1。电平转换芯片的作用则是将输入的模拟信号转换成数字信号，同时将输出数字信号的高电平保持在3.3V。
在步骤三中，为了使最后输出的数字信号高电平保持在3.3V，则需要提供给HI-1570PSI芯片一个3.3V的供电电压。因此在转接板中需要添加一个电压转换模块，本发明采用的是一个220V交流电转5V直流电的转换器，使用5V直流电源供电，同时在电路中添加和一个5V转3.3V的电路模块，用到的转换芯片是AMS1117-3.3，可以将电压稳定在3.3V。
在步骤四中，连接Arinc708板卡，转接板和FPGA开发板，烧写测试程序到FPGA，测试其间是否能进行有效的通信，结果表明FPGA能有效的接收转接板输出的数字信号，并有效的输出，且波形不存在失真。且波形不存在失真，证明此方案很好的解决了Arinc708板卡与FPGA开发板之间通信的问题。
本方案的优点在于，采用的耦合变压器芯片PM-DB2725EX和电平转换芯片HI-1570PSI都满足Arinc708的电气规范要求。频率和处理速度完全满足要求，输出信号有很强的抗干扰能力，信号不存在失真，输出信号能够很好的用于FPGA的接收与处理。
附图说明
图1为本发明的硬件原理图
图2为Arinc708板卡产生的信号在示波器上的显示
图3为转接板处理后的信号在示波器上的显示
图4为FPGA输入和输出信号在示波器上的显示
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加明白。以下结合附图，对本发明的具体实施方案进行详细的阐述。
图1为本发明的硬件原理图。主要包括电源电压转换模块和信号电平转换模块。
步骤一：首先对Arinc708板卡的输出信号进行测试，本发明中用到的Arinc708板卡的型号为Exc-2000PCI，将其插在电脑的PCI插槽中，安装厂商提供相应的驱动和测试软件，运行测试软件，用数字示波器测试Exc-2000PCI的输出端口。输出结果如图2所示。产生的是两路模拟的差分信号，峰峰值为6.6V。
步骤二：为了将峰峰值为6.6V的差分模拟信号转换为FPGA可以接收的高电平为3.3V数字信号，转接板中添加了降压和电平转换模块，用到的芯片是Holt公司出厂的PM-DB2725EX型号的变压器和HI-1570PSI电平转换芯片。其中变压器的作用是将输入信号降到HI-1570PSI可以接收的输入信号电平范围之内，本发明采用的变压比为2.5：1,；电平转换芯片的作用则是将输入的模拟信号转换成数字信号，同时将输出数字信号的高电平保持在3.3V。转接板输出信号如图3所示，为两路相反的数字信号。
步骤三：为了使最后输出的数字信号高电平保持在3.3V，则需要提供给HI-1570PSI芯片一个3.3V的供电电压。因此在转接板中需要添加一个稳压模块，本发明采用的是一个220V交流电转5V直流电的转换器，使用5V直流电源供电，同时在电路中添加和一个5V转3.3V的电路模块，用到的转换芯片是AMS1117-3.3，可以将电压稳定在3.3V。
步骤四：连接Arinc708板卡，转接板和FPGA开发板，测试其是否能进行有效的通信。烧写测试程序到FPGA，功能是让FPGA直接输出输入信号，测试输出与输入信号是否一致。将转接板输出的一路信号输入FPGA，然后从FPGA的输出端输出。输出信号如图4所示，可以看到输出信号与输入信号完全重合。结果表明FPGA能有效的接收转接板输出的数字信号，并将其不失真的进行输出。证明此方案很好的解决了Arinc708板卡与FPGA开发板连接时电平匹配的问题。

Claims (5)

1.为了解决Arinc708板卡与FPGA开发板连接时电平匹配的问题，本发明提出了一种用于连接Arinc708板卡与FPGA开发板的转接板的设计方案，包括以下步骤：
步骤一：对Arinc708板卡输出波形的电压进行测试；
步骤二：设计降压和电平转换模块；
步骤三：设计供电电源模块；
步骤四：测试Arinc708板卡与开发板之间的通信。
2.根据权利要求1所述，其步骤一中主要特征为：本发明中用到的Arinc708板卡型号为Exc-2000PCI，将其插在电脑的PCI插槽中，安装厂商提供相应的驱动和测试软件，运行测试软件，用数字示波器测试Exc-200PCI的输出端口得到输出为峰峰值为6.6V的差分模拟信号。
3.根据权利要求1所述，其步骤二中主要特征为：为了将峰峰值为6.6V的差分模拟信号转换为FPGA可以接收的高电平为3.3V数字信号，转接板中添加了降压和电平转换模块，用到的芯片是Holt公司出厂的型号为PM-DB2725EX的耦合变压器和型号为HI-1570PSI的电平转换芯片，其中变压器的作用是将输入信号降到HI-1570PSI可以接收的输入信号电平范围之内，变压器的变压比为2.5：1；电平转换芯片的作用则是将输入的差分模拟信号转换成数字信号，同时将输出数字信号的高电平保持在3.3V。
4.根据权利要求1所述，其步骤三中主要特征为：为了使最后输出的数字信号高电平保持在3.3V，则需要提供给HI-1570PSI芯片一个3.3V的供电电压，因此在转接板中需要添加一个电压转换模块，本发明采用的是一个220V交流电转5V直流电的转换器，使用5V直流电源供电，同时在电路中添加和一个5V转3.3V的电路模块，用到的转换芯片是AMS1117-3.3，可以将电压稳定在3.3V。
5.根据权利要求1所述，其步骤四中主要特征为：连接Arinc708板卡，转接板和FPGA开发板，烧写测试程序到FPGA，测试其间是否能进行有效的通信，结果表明FPGA能有效的接收转接板输出的数字信号，并有效的输出，且波形不存在失真，证明此方案很好的解决了Arinc708板卡与FPGA开发板之间电平匹配的问题。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104267910A (zh) * 2014-08-19 2015-01-07 北京航空航天大学 一种基于FPGA的Arinc708数据处理IP核设计方案
CN104915313A (zh) * 2015-05-26 2015-09-16 中国人民解放军信息工程大学 一种采用fpga实现电平转换的fmc板卡
CN111162959A (zh) * 2019-11-28 2020-05-15 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 一种基于参数的航电接口数据通信协议模糊测试方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6499122B1 (en) * 1999-03-10 2002-12-24 Spectrum Digital Incorporated Adjustable voltage boundary scan adapter for emulation and test
CN201869205U (zh) * 2010-11-19 2011-06-15 陕西千山航空电子有限责任公司 Arinc429总线信号编解码电路
CN202663428U (zh) * 2011-11-18 2013-01-09 北京旋极信息技术股份有限公司 中继卡和中继系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6499122B1 (en) * 1999-03-10 2002-12-24 Spectrum Digital Incorporated Adjustable voltage boundary scan adapter for emulation and test
CN201869205U (zh) * 2010-11-19 2011-06-15 陕西千山航空电子有限责任公司 Arinc429总线信号编解码电路
CN202663428U (zh) * 2011-11-18 2013-01-09 北京旋极信息技术股份有限公司 中继卡和中继系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
夏清发等: "基于FPGA的1553B总线板卡的设计", 《计算机工程与设计》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104267910A (zh) * 2014-08-19 2015-01-07 北京航空航天大学 一种基于FPGA的Arinc708数据处理IP核设计方案
CN104267910B (zh) * 2014-08-19 2017-05-24 北京航空航天大学 一种基于FPGA的Arinc708数据处理IP核设计方法
CN104915313A (zh) * 2015-05-26 2015-09-16 中国人民解放军信息工程大学 一种采用fpga实现电平转换的fmc板卡
CN104915313B (zh) * 2015-05-26 2017-11-21 中国人民解放军信息工程大学 一种采用fpga实现电平转换的fmc板卡
CN111162959A (zh) * 2019-11-28 2020-05-15 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 一种基于参数的航电接口数据通信协议模糊测试方法

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