CN113485912B - 一种1553b总线bc芯片通讯功能模拟方法 - Google Patents
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Abstract
一种1553B总线BC芯片通讯功能模拟方法，所述方法包括：(1)设置软件模拟变量，将1553B总线BC芯片寄存器和存储区映射到模拟变量，根据配置寄存器值选择栈区；(2)根据星上操作地址的值，得到栈指针、消息个数和启动帧传输的标志；(3)查找消息块地址，读取消息命令字，解析消息命令字得到消息地址、子地址、收发T/R；(4)根据消息地址、子地址、收发T/R，查找消息配置表，模拟帧消息的接收和发送过程。
Description
技术领域
本发明涉及一种1553B总线BC芯片通讯功能模拟方法，特别是一种基于消息配置表的1553B总线BC芯片通讯功能数字模拟方法。
背景技术
1553B总线是美国定义的军用标准串行通信总线，是一种中央集权式的时分复用型串行总线，由于其具有可靠性高、实时性好、扩展性强的特点，在航天器上已经得到了非常广泛的使用。航天器的总线一般由1个总线控制器(BC)、多个远置终端(RT)及双总线电缆组成。目前，航天器上大多数综合电子系统、数管分系统等，都采用1553B总线进行遥测数据采集及遥控指令分发。BC端设备，如中心管理单元(CMU)等，多使用CPU和总线芯片(如B61580)组合完成总线BC端控制。
航天器控制软件是航天器控制系统中最重要的部分之一。1553B总线在航天器中的应用越来越广泛，因此模拟1553B总线BC芯片通讯功能成为软件测试中不可或缺的一部分。通常软件测试在星载计算机硬件设备未到位的情况下难以对1553B总线BC芯片通讯功能进行有效验证，极大影响了软件测试效率。此外，由于不同型号航天器控制软件的独立性、各个型号都需要设计专用的仿真硬件模拟平台，造成硬件资源的极大浪费，极大增加了软件测试成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种1553B总线BC芯片通讯功能模拟方法，所述方法包括：(1)设置软件模拟变量，将1553B总线BC芯片寄存器和存储区映射到模拟变量，根据配置寄存器值选择栈区；(2)根据星上操作地址的值，得到栈指针、消息个数和启动帧传输的标志；(3)查找消息块地址，读取消息命令字，解析消息命令字得到消息地址、子地址、收发T/R；(4)根据消息地址、子地址、收发T/R，查找消息配置表，模拟帧消息的接收和发送过程。
本发明目的通过以下技术方案予以实现：
一种1553B总线BC芯片通讯功能模拟方法，包括如下步骤：
在地面软件中的设置模拟变量，将1553B总线BC芯片的寄存器和存储区映射到模拟变量；根据配置的所述寄存器的值选择栈区，并设置所选栈区的相对基址和栈指针相对地址；
根据外部发送的操作地址的值，判断操作地址的值是否为栈指针地址或栈区消息计数地址或开始/复位寄存器的地址，分别获得栈指针的值或消息个数或启动帧传输的标志；
在N个消息块中，根据所选栈区的相对基址、栈指针相对地址的值，执行查找每个消息块的地址，然后读取对应的消息命令字，解析后获得消息地址、子地址、收发T/R；
对每个消息块，当获取到启动帧传输标志时，根据该消息块对应的所述消息地址、子地址、收发T/R，查找消息配置表，模拟帧消息的接收和发送。
上述的1553B总线BC芯片通讯功能模拟方法，优选的，
当外部发送的操作地址的值为栈指针地址时，读取所选栈区指针的值，得到整帧开始的消息在栈描述中的位置；
当外部发送的操作地址的值为所选栈区消息计数地址时，计算得到整帧消息个数N；
当外部发送的操作地址的值为开始/复位寄存器的地址时，读取开始/复位寄存器值的某一位，如果该位为预设值，则启动消息传输。
上述的1553B总线BC芯片通讯功能模拟方法，优选的，所述消息配置表至少包括各部件的RT地址、子地址、收发T/R、变量数据区地址、消息状态字。
上述的1553B总线BC芯片通讯功能模拟方法，优选的，对某个消息块，根据获得的所述消息地址、子地址、收发T/R，查找消息配置表，模拟帧消息的接收和发送包括如下步骤：
(4.1)根据获得的所述消息地址、子地址、收发T/R，查找消息配置表，得到消息配置表变量地址；如果该消息的命令字是接收，转入步骤(4.2)，否则转入步骤(4.3)；
(4.2)将该消息块中的数据拷贝到对应的消息配置表变量中；
(4.3)将消息配置表变量的数据拷贝到该消息块的数据中；
(4.4)将消息配置表变量中的消息状态字拷贝到该消息栈区描述的块状态字。
一种基于消息配置表的1553B总线BC芯片通讯功能数字模拟装置，包括：
模拟变量模块，用于提供模拟变量，并将1553B总线BC芯片的寄存器和存储区映射到模拟变量；根据配置的所述寄存器的值选择栈区，并设置所选栈区的相对基址和栈指针相对地址；
操作地址判别模块，用于根据外部发送的操作地址的值，判断操作地址的值是否为栈指针地址或栈区消息计数地址或开始/复位寄存器的地址，分别获得栈指针或消息个数或启动帧传输的标志；
解析模块，在N个消息块中，根据所选栈区的相对基址、栈指针的值，用于执行查找每个消息块的地址，然后读取对应的消息命令字，解析后获得消息地址、子地址、收发T/R；
消息传输模拟模块，用于对每个消息块，根据获得的所述消息地址、子地址、收发T/R，查找消息配置表，模拟帧消息的接收和发送。
上述的一种基于消息配置表的1553B总线BC芯片通讯功能数字模拟装置，优选的，操作地址判别模块获得栈指针或消息个数或启动帧传输的标志的方式为：
当外部发送的操作地址的值为栈指针地址时，读取所选栈区指针的值，得到整帧开始的消息在栈描述中的位置；
当外部发送的操作地址的值为所选栈区消息计数地址时，计算得到整帧消息个数N；
当外部发送的操作地址的值为开始/复位寄存器的地址时，读取开始/复位寄存器值的某一位，如果该位为预设值，则启动消息传输。
上述的一种基于消息配置表的1553B总线BC芯片通讯功能数字模拟装置，优选的，所述消息配置表至少包括各部件的RT地址、子地址、收发T/R、变量数据区地址、消息状态字。
上述的一种基于消息配置表的1553B总线BC芯片通讯功能数字模拟装置，优选的，对某个消息块，根据获得的所述消息地址、子地址、收发T/R，查找消息配置表，模拟帧消息的接收和发送采用如下方式：
(4.1)根据获得的所述消息地址、子地址、收发T/R，查找消息配置表，得到消息配置表变量地址；如果该消息的命令字是接收，转入步骤(4.2)，否则转入步骤(4.3)；
(4.2)将该消息块中的数据拷贝到对应的消息配置表变量中；
(4.3)将消息配置表变量的数据拷贝到该消息块的数据中；
(4.4)将消息配置表变量中的消息状态字拷贝到该消息栈区描述的块状态字。
本发明相比于现有技术具有如下有益效果：
(1)本发明所述方法通过设置软件变量映射BC芯片寄存器和存储区即可实现对BC芯片存器和存储区的有效模拟，再通过设置消息配置表即可实现1553B总线BC->RT和RC->BT通讯过程的模拟，不需改变星上源代码即可模拟1553B总线BC芯片收发送消息过程，实现简便可靠；
(2)本发明所述方法是一种模拟1553B总线BC芯片通讯功能的纯数字方法，可以在星载计算机硬件设备不具备/未到位的情况下仿真验证1553B总线BC芯片通讯功能，有效提高了航天器控制软件测试效率，极大节约了软件测试成本；
(3)本发明所述方法可以满足使用1553B总线的各类航天器对模拟1553B总线BC芯片通讯功能的需求，并且已在某卫星控制软件上成功应用，具有很广泛的适用范围；
(4)本发明可以在星载计算机硬件设备未到位的情况下对1553B总线BC芯片通讯功能进行充分验证，保证了软件测试的效率，极大节约了软件测试成本。
附图说明
图1为本发明基于消息配置表的1553B总线BC芯片通讯功能数字模拟总流程图；
图2为本发明设置软件模拟变量，将1553B总线BC芯片寄存器和存储区映射到模拟变量，根据配置寄存器值选择栈区的流程图；
图3为本发明根据星上操作地址的值得到栈指针、消息个数和启动帧传输的标志的流程图；
图4为本发明查找消息块地址，读取并解析消息命令字得到消息地址、子地址、收发T/R的流程图；
图5为本发明根据消息地址、子地址、收发T/R，查找消息配置表，模拟帧消息的接收和发送过程的流程图；
图6为本发明的某单机部件的消息配置表示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步详细描述。
本发明提出一种基于消息配置表的1553B总线BC芯片通讯功能数字模拟方法，即1553B总线BC芯片通讯功能模拟方法。具体包括：(1)设置软件模拟变量，将1553B总线BC芯片寄存器和存储区映射到模拟变量，根据配置寄存器值选择栈区；(2)根据星上操作地址的值，得到栈指针、消息个数和启动帧传输的标志；(3)查找消息块地址，读取消息命令字，解析消息命令字得到消息地址、子地址、收发T/R；(4)根据消息地址、子地址、收发T/R，查找消息配置表，模拟帧消息的接收和发送过程，总流程如图1所示。
本发明的实现方法如下：
(1)设置软件模拟变量，将1553B总线BC芯片寄存器和存储区映射到模拟变量，根据配置寄存器值选择栈区(见图2)；
所述步骤(1)中，设置软件模拟变量，将1553B总线BC芯片寄存器和存储区映射到模拟变量，根据配置寄存器值选择栈区的方法，包括以下步骤：
步骤S11，在地面软件程序中设置数组变量s_1553b_mem[M1]模拟BC芯片寄存器，正整数M1根据所模拟芯片存储区的大小设定；设置数组变量s_1553b_reg[M2]模拟BC芯片存储区，正整数M2根据所模拟芯片寄存器的大小设定；
步骤S12，设置模拟变量地址&s_1553b_mem[0]、&s_1553b_reg[0]作为BC芯片寄存器基址BC1553_MEM_BASE和存储区基址BC1553_REG_BASE；
步骤S13，星上进行芯片初始化时，地面模拟软件读取配置寄存器#1值的第13位选择相应的栈区，并设置所选栈区的相对基址s_addrStackBase和栈指针相对地址s_addrStackPtr。如果所读取值为0x00则选取A栈区，否则选取B栈区。当选择A栈区时，设置栈区基址为A区的基址0000H，设置栈区指针为A区的栈指针0100H；当选B栈区时，设置栈区基址为B区的基址0F00H，设置栈区指针为B区的栈指针0104H。
(2)根据星上操作地址的值，得到栈指针、消息个数和启动帧传输的标志(见图3)；
所述步骤(2)中，根据星上操作地址(Addr)的值，得到栈指针、消息个数和启动帧传输的标志的方法，包括以下步骤：
步骤S21，若Addr取值为栈指针相对地址时，读取所选模拟栈区指针的值，得到整帧开始的消息在栈描述中的位置s_StackMsgPos；
步骤S22，若Addr取值为所选模拟栈区消息计数地址时，计算得到整帧消息个数N；
步骤S23，若Addr取值为开始/复位寄存器的地址时，读取开始/复位寄存器值的第1位。如果为0x01，根据星端消息的传输类型，地面接收星端数据或地面向星端发送数据。
启动消息传输。
(3)查找消息块地址，读取消息命令字，解析消息命令字得到消息地址、子地址、收发T/R(见图4)；
所述步骤(3)中，查找消息块地址，读取消息命令字，解析消息命令字得到消息地址、子地址、收发T/R的方法，包括以下步骤：
步骤S31，根据整帧开始的消息在栈描述中的位置s_StackMsgPos，确定第i(i＝1～N)个消息栈区描述的消息块地址的地BC1553_MEM_BASE+s_addrStackBase+s_StackMsgPos+i*4+3，通过读取该地址的值，得到第i个消息块在所选模拟栈区的相对地址tmpAddrMsg；
步骤S32，根据第i个消息块在所选模拟栈区的相对地址tmpAddrMsg，确定第i个消息块的命令字地址BC1553_MEM_BASE+s_addrStackBase+tmpAddrMsg，通过读取该地址的值，得到第i个消息块的命令字；
步骤S33，解析第i个消息块的命令字，得到第i个消息的地址、子地址、收发；
(4)根据消息地址、子地址、收发T/R，查找消息配置表，模拟帧消息的接收和发送过程(如图5所示)；
所述步骤(4)中，根据消息地址、子地址、收发T/R，查找消息配置表，模拟帧消息的接收和发送过程的方法，包括以下步骤：
步骤S41，根据第i个消息的地址、子地址、收发，查找消息配置表，得到第i个消息的数据对应的消息配置表变量地址；
步骤S42，如果第i个消息的命令字是接收，即为BC—>RT模式，则将第i个消息块的数据拷贝到对应的消息配置表变量中；
步骤S43，如果第i个消息的命令字是发送，即为RT—>BC模式，则将消息配置表变量的数据拷贝到第i个消息块的数据中；
步骤S44，将消息配置表的消息状态字拷贝到第i个消息栈区描述的块状态字；
步骤S45，完成所有N个消息的传输。
其中，所述消息配置表描述RT端各个单机部件的地址、子地址、收发T/R、变量数据区地址，消息状态字，如图6所示为某单机部件的消息配置表示意图，具体可采用结构体数组的形式实现。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (6)
1.一种1553B总线BC芯片通讯功能模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：
在地面软件中的设置模拟变量，将1553B总线BC芯片的寄存器和存储区映射到模拟变量；根据配置的所述寄存器的值选择栈区，并设置所选栈区的相对基址和栈指针相对地址；
根据外部发送的操作地址的值，判断操作地址的值是否为栈指针地址或栈区消息计数地址或开始/复位寄存器的地址，分别获得栈指针的值或消息个数或启动帧传输的标志；
在N个消息块中，根据所选栈区的相对基址、栈指针相对地址的值，执行查找每个消息块的地址，然后读取对应的消息命令字，解析后获得消息地址、子地址、收发T/R；
对每个消息块，当获取到启动帧传输标志时，根据该消息块对应的所述消息地址、子地址、收发T/R，查找消息配置表，模拟帧消息的接收和发送；
对某个消息块，根据获得的所述消息地址、子地址、收发T/R，查找消息配置表，模拟帧消息的接收和发送包括如下步骤：
(4.1)根据获得的所述消息地址、子地址、收发T/R，查找消息配置表，得到消息配置表变量地址；如果该消息的命令字是接收，转入步骤(4.2)，否则转入步骤(4.3)；
(4.2)将该消息块中的数据拷贝到对应的消息配置表变量中；
(4.3)将消息配置表变量的数据拷贝到该消息块的数据中；
(4.4)将消息配置表变量中的消息状态字拷贝到该消息栈区描述的块状态字。
2.根据权利要求1所述的1553B总线BC芯片通讯功能模拟方法，其特征在于，
当外部发送的操作地址的值为栈指针地址时，读取所选栈区指针的值，得到整帧开始的消息在栈描述中的位置；
当外部发送的操作地址的值为所选栈区消息计数地址时，计算得到整帧消息个数N；
当外部发送的操作地址的值为开始/复位寄存器的地址时，读取开始/复位寄存器值的某一位，如果该位为预设值，则启动消息传输。
3.根据权利要求1所述的1553B总线BC芯片通讯功能模拟方法，其特征在于，所述消息配置表至少包括各部件的RT地址、子地址、收发T/R、变量数据区地址、消息状态字。
4.一种基于消息配置表的1553B总线BC芯片通讯功能数字模拟装置，其特征在于，包括：
模拟变量模块，用于提供模拟变量，并将1553B总线BC芯片的寄存器和存储区映射到模拟变量；根据配置的所述寄存器的值选择栈区，并设置所选栈区的相对基址和栈指针相对地址；
操作地址判别模块，用于根据外部发送的操作地址的值，判断操作地址的值是否为栈指针地址或栈区消息计数地址或开始/复位寄存器的地址，分别获得栈指针或消息个数或启动帧传输的标志；
解析模块，在N个消息块中，根据所选栈区的相对基址、栈指针的值，用于执行查找每个消息块的地址，然后读取对应的消息命令字，解析后获得消息地址、子地址、收发T/R；
消息传输模拟模块，用于对每个消息块，根据获得的所述消息地址、子地址、收发T/R，查找消息配置表，模拟帧消息的接收和发送；
对某个消息块，根据获得的所述消息地址、子地址、收发T/R，查找消息配置表，模拟帧消息的接收和发送采用如下方式：
(4.1)根据获得的所述消息地址、子地址、收发T/R，查找消息配置表，得到消息配置表变量地址；如果该消息的命令字是接收，转入步骤(4.2)，否则转入步骤(4.3)；
(4.2)将该消息块中的数据拷贝到对应的消息配置表变量中；
(4.3)将消息配置表变量的数据拷贝到该消息块的数据中；
(4.4)将消息配置表变量中的消息状态字拷贝到该消息栈区描述的块状态字。
5.根据权利要求4所述的一种基于消息配置表的1553B总线BC芯片通讯功能数字模拟装置，其特征在于，操作地址判别模块获得栈指针或消息个数或启动帧传输的标志的方式为：
当外部发送的操作地址的值为栈指针地址时，读取所选栈区指针的值，得到整帧开始的消息在栈描述中的位置；
当外部发送的操作地址的值为所选栈区消息计数地址时，计算得到整帧消息个数N；
当外部发送的操作地址的值为开始/复位寄存器的地址时，读取开始/复位寄存器值的某一位，如果该位为预设值，则启动消息传输。
6.根据权利要求4所述的一种基于消息配置表的1553B总线BC芯片通讯功能数字模拟装置，其特征在于，所述消息配置表至少包括各部件的RT地址、子地址、收发T/R、变量数据区地址、消息状态字。
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| GR01 | Patent grant | ||
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