CN108256150A - 一种实现多种总线同位替换的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种实现多种总线同位替换的方法属于航空机载总线技术领域。该方法用于指导总线电路设计，使得总线电路具有通用性，灵活复用性，可扩展性，可以替代一个系列的电路设计。所述方法包括以下步骤：1)总线逻辑控制器的选择，2)多种总线驱动模块的设计，3)总线驱动模块的对内对外的连接关系的设计。该方法已经指导完成了基于某机型的一款的总线电路研制，此款总线电路的研制基本可覆盖与其物理结构兼容的95％以上新产品研制或老产品改造。

Description

一种实现多种总线同位替换的方法
技术领域
本发明一种实现多种总线同位替换的方法属于航空机载总线技术领域。
背景技术
总线是航空机载计算机的重要组成部分，承担计算机与系统电子部件(如舵机控制器、传感器等)、航电系统以及机载其它电子部件/设备的数据交换任务。
由于面对新老以及不同机种的复杂多样化需求，总线板涉及不同数量的1553B、ARINC429、RS422等传统总线及组合，同时涉及新型的AFDX总线、军用1394B总线、TTP总线等先进总线技术，导致产品种类繁多，也导致大量的低层次重复劳动以及研制成本增加，工作效率低下。为了更好的适应需求，结合专业单元建设特点，通过多种总线同位替换的方法来解决这方面的问题。
发明内容
本发明的目的提出了一种实现多种总线同位替换的方法，该方法用于指导总线电路设计，使得总线电路具有通用性，灵活复用性，可扩展性，可以替代一个系列的电路设计。
本发明的技术方案：一种实现多种总线同位替换的方法，基于一种航空专用总线接口电路而实现，所述方法采取以下步骤：
步骤一：设计通用载板电路：用于总线的逻辑控制，整板的供电，复位，存储扩展；该模块包括总线逻辑控制器，电源转换电路，复位电路，存储电路，对外连接器；
步骤二：设计多种总线驱动模块：所述总线驱动模块具有相同的尺寸、相同的封装、相同的连接器管脚定义；该模块是独立的电路模块，通过连接器连接安装至通用载板，电路包括总线收发驱动电路，供电电源去藕电容电路，通用载板的板间连接器；
步骤三：设计总线驱动模块的对内对外的连接关系：
1)总线驱动模块与总线控制器的信号连接关系：总线逻辑控制器的IO管脚作为与总线驱动模块相连的总线信号，与每个总线驱动模块的连接关系命名规则一致，且总线控制器与总线驱动模块间均采用差分形式，兼容了单端总线形式的需求；
2)总线驱动模块与对外连接器的信号连接关系：各类总线都是以差分对形式进行传输，即对外连接器所提供的差分对总数为对于以上几种总线驱动模块的收发差分对总和数。
所述总线逻辑控制器，选择带微处理器及内部总线的FPGA芯片。
所述总线逻辑控制器，选择带微处理器ASIC芯片。
所述总线逻辑控制器，选择带内部总线的ASIC芯片。
本发明具有的优点和有益效果：
该方法已经指导完成了基于某机型的一款(可作为一个系列)的总线电路研制，此款总线电路的研制基本可覆盖与其物理结构兼容的95％以上新产品研制或老产品改造。
附图说明
图1航空专用总线接口电路结构框图
图2总线驱动模块对内对外连接关系图
图3 422总线驱动模块原理框图
图4 429总线驱动模块原理框图
图5 CAN总线驱动模块原理框图
图6 1553总线驱动模块原理框图
具体实施方式
一种实现多种总线同位替换的方法，基于一种航空专用总线接口电路而实现，所述方法采取以下步骤：
步骤一：设计通用载板电路：用于总线的逻辑控制，整板的供电，复位，存储扩展；该模块包括总线逻辑控制器，电源转换电路，复位电路，存储电路，对外连接器；
步骤二：设计多种总线驱动模块：所述总线驱动模块具有相同的尺寸、相同的封装、相同的连接器管脚定义；该模块是独立的电路模块，通过连接器连接安装至通用载板，电路包括总线收发驱动电路，供电电源去藕电容电路，通用载板的板间连接器；
步骤三：设计总线驱动模块的对内对外的连接关系：
1)总线驱动模块与总线控制器的信号连接关系：总线逻辑控制器的IO管脚作为与总线驱动模块相连的总线信号，与每个总线驱动模块的连接关系命名规则一致，且总线控制器与总线驱动模块间均采用差分形式，兼容了单端总线形式的需求；
2)总线驱动模块与对外连接器的信号连接关系：各类总线都是以差分对形式进行传输，即对外连接器所提供的差分对总数为对于以上几种总线驱动模块的收发差分对总和数。
所述总线逻辑控制器，选择带微处理器及内部总线的FPGA芯片。
所述总线逻辑控制器，选择带微处理器ASIC芯片。
所述总线逻辑控制器，选择带内部总线的ASIC芯片。
下面结合附图对本发明进行详细的说明。
一种实现多种总线同位替换的方法，基于一种航空专用总线接口电路而实现，具体电路结构图如图1所示，
总线驱动模块采用小型化设计，印制板尺寸为：35.1(mm)X25.2(mm)，元件面器件高度不超过10mm。总线驱动模块通过18引脚和9引脚连接器焊接在载板上，连接器型号为2X40(M)，531-936。18引脚连接器信号主要是和总线逻辑控制器相连的信号，9引脚连接器信号主要为板外连接器信号。
总线逻辑控制器选择微处理器+IP的FPGA芯片，需要开发所需的总线控制IP，IP挂接到控制器总线上，通过配置不同的总线控制IP以及对应配置相应的总线标准驱动模块则可以实现不同的总线需求。
总线驱动模块与总线逻辑控制器相连的总线信号按照通用差分对进行信号定义，不区分是哪类总线，统一定义为RX1+，RX1-，RX2+，RX2-等形式。总线驱动模块与对外连接器相连的总线信号同样按照此方法进行信号定义。如图2所示。
实施例一
以某机型总线板为例，总线逻辑控制芯片选择了XILINX公司XQ4VLX25-10SF363M，总线控制器内部功能框图如图2所示，
实施例二
设计422，429，1553，CAN等各类常用总线驱动模块，
422总线驱动模块选择SN65HVD21MDREP作为双工驱动器。每个模块最多提供四路接收或者发送的功能。原理框图见图3。
429总线驱动模块选择HI-8592PSMF作为发送驱动器，HI-8444PST-10作为接收驱动器。每个模块最多提供四收或者两收两发，三收一发功能。原理框图见图4。
CAN总线驱动模块选择TJA1040T作为双工驱动器。每个模块最多提供两路收或发功能。原理框图见图5。
CAN总线驱动模块选择TJA1040T作为双工驱动器。每个模块最多提供两路1553的收或发功能。原理框图见图6。

Claims (4)

1.一种实现多种总线同位替换的方法，基于一种航空专用总线接口电路而实现，其特征在于，所述方法采取以下步骤：
步骤一：设计通用载板电路：用于总线的逻辑控制，整板的供电，复位，存储扩展；该模块包括总线逻辑控制器，电源转换电路，复位电路，存储电路，对外连接器；
步骤二：设计多种总线驱动模块：所述总线驱动模块具有相同的尺寸、相同的封装、相同的连接器管脚定义；该模块是独立的电路模块，通过连接器连接安装至通用载板，电路包括总线收发驱动电路，供电电源去藕电容电路，通用载板的板间连接器；
步骤三：设计总线驱动模块的对内对外的连接关系：
1)总线驱动模块与总线控制器的信号连接关系：总线逻辑控制器的IO管脚作为与总线驱动模块相连的总线信号，与每个总线驱动模块的连接关系命名规则一致，且总线控制器与总线驱动模块间均采用差分形式，兼容了单端总线形式的需求；
2)总线驱动模块与对外连接器的信号连接关系：各类总线都是以差分对形式进行传输，即对外连接器所提供的差分对总数为对于以上几种总线驱动模块的收发差分对总和数。
2.根据权利要求1所述的一种实现多种总线同位替换的方法，其特征在于，所述总线逻辑控制器，选择带微处理器及内部总线的FPGA芯片。
3.根据权利要求1所述的一种实现多种总线同位替换的方法，其特征在于，所述总线逻辑控制器，选择带微处理器ASIC芯片。
4.根据权利要求1所述的一种实现多种总线同位替换的方法，其特征在于，所述总线逻辑控制器，选择带内部总线的ASIC芯片。
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