CN113676386A - 一种fc-ae-1553总线协议报文通讯系统 - Google Patents

一种fc-ae-1553总线协议报文通讯系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种FC‑AE‑1553总线协议报文通讯系统，属于FC‑AE‑1553总线和MIL‑STD‑1553总线通讯技术领域；在主控制器主机模块中接收控制指令并生成一条包含多个RT地址和RT子地址的FC‑AE‑1553控制指令；主机模块将该控制指令通过DMA方式发送给主控制器可编程逻辑模块，主控制器可编程逻辑模块通过FC‑AE‑1553总线将该控制指令发送给桥接器模块，桥接器模块将收到的数据通过MIL‑STD‑1553总线向终端模拟器设备发送，避免出现FC‑AE‑1553控制指令被覆盖以及主机模块和主控制器可编程逻辑模块访问“共享存储区”读写冲突现象，显著提高了处理上位机控制指令的实时性和可靠性。

Description

一种FC-AE-1553总线协议报文通讯系统
技术领域
本发明属于FC-AE-1553总线和MIL-STD-1553总线通讯技术领域，涉及一种FC-AE-1553总线协议报文通讯系统。
背景技术
1553B总线是MIL-STD-1553总线的简称，它是飞机内部时分制命令/响应式多路复用数据总线，有三种终端类型：总线控制器、远程终端和总线监视器，其主要特点是分布处理、集中控制和实时响应。
FC-AE-1553总线是MIL-STD-1553B总线在带宽、地址空间和数据传输量上的扩展，其目的是更好地支持航电系统中各元素之间的通信。FC-AE-1553 总线协议定义了一种命令/响应式的总线，采用光纤通道技术，一般由网络控制器、网络终端、光纤通道网络自身、FC-AE-1553总线桥以及MIL-STD-1553总线组成。
在航电测试系统的桥接器中将FC-AE-1553协议与MIL-STD-1553进行相互转换。上位机通过以太网发送上位机控制指令给主控制器主机模块，主控制器主机模块通过以太网接收上位机发送的含有多个RT地址和RT子地址的上位机控制指令，对多个RT地址和RT子地址的上位机控制指令进行解析处理，生成一条FC-AE-1553控制指令，将生成的FC-AE-1553控制指令通过DMA方式发送给主控制器主控制器可编程逻辑模块。主控制器主控制器可编程逻辑模块接收主控制器主机模块发送的FC-AE-1553控制指令，将FC-AE-1553控制指令进行解析处理，生成多条NC->NT类型或者NT->NC类型的指令报文，并将上述指令报文经过光纤交换机发送给桥接器模块。
桥接器模块将NC->NT类型或者NT->NC类型的指令报文经过 MIL-STD-1553协议转换后生成MIL-STD-1553数据指令，并将生成的MIL-STD-1553数据指令通过MIL-STD-1553总线发送给终端模拟器设备。
终端模拟器设备将自身生成的MIL-STD-1553反馈数据通过 MIL-STD-1553总线向桥接器模块发送。
桥接器模块接收终端模拟器设备发送的MIL-STD-1553反馈数据，将 MIL-STD-1553反馈数据经过FC-AE-1553协议转换后生成FC-AE-1553反馈数据，并将生成的FC-AE-1553反馈数据通过光纤交换机发送给主控制器主控制器可编程逻辑模块。主控制器主控制器可编程逻辑模块将FC-AE-1553反馈数据通过DMA方式发送给主控制器主机模块。
主控制器主机模块接收到FC-AE-1553反馈数据后，对FC-AE-1553反馈数据按照以太网报文进行组包处理，生成上位机反馈指令，将生成的上位机反馈指令通过以太网发送给上位机。
航电测试系统的主控制器模块由主机模块和主控制器可编程逻辑模块构成，若上位机和主机模块通讯时涉及的RT地址和RT子地址较多(RT地址最多有32个，RT子地址最多32个)，且主机模块和上位机通讯前无法获悉上位机控制指令中包含的RT地址和RT子地址个数信息，则主机模块向主控制器可编程逻辑模块发送的控制指令个数就无法确定(主机模块向主控制器可编程逻辑模块发送的每条控制指令均包含1个RT地址和1个RT子地址信息)。为了保证上位机和终端模拟器设备正常通讯，主机模块在初始化时需要向主控制器可编程逻辑模块配置理论上最多的控制指令个数，即32*32*2个(包括NC->NT和NT->NC 两种类型控制指令，控制指令序号不重复，RT地址最多有32个，RT子地址最多32个)。由于主控制器可编程逻辑模块的堆栈中能够容纳的控制指令个数为N (0<N<256，且远小于32*32*2个)，因此，按照上述方法进行配置，主控制器可编程逻辑模块就会丢失大部分FC-AE-1553控制指令，最终导致上位机和终端模拟器设备通讯失败。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种FC-AE-1553 总线协议报文通讯系统，避免出现FC-AE-1553控制指令被覆盖以及主机模块和主控制器可编程逻辑模块访问“共享存储区”读写冲突现象，并显著提高了处理上位机控制指令的实时性和可靠性，尤其适用于上位机每次发送的控制指令中涉及到的RT地址和RT子地址较多的情形。
本发明解决技术的方案是：
一种FC-AE-1553总线协议报文通讯系统，包括上位机、主控制器主机模块、主控制器可编程逻辑模块、光纤交换机、桥接器模块和终端模拟器设备；
上位机：生成含有多地址的控制指令，并将控制指令发送至主控制器主机模块；接收主控制器主机模块传来的上位机反馈指令，实现上位机与终端模拟器设备的通讯；
主控制器主机模块：接收上位机传来的控制指令，对控制指令进行解析处理，生成FC-AE-1553控制指令，并将FC-AE-1553控制指令通过DMA的方式发送至主控制器可编程逻辑模块；接收主控制器可编程逻辑模块传来的 FC-AE-1553反馈数据，对FC-AE-1553反馈数据按照以太网报文进行组包处理，生成上位机反馈指令，将生成的上位机反馈指令通过以太网发送给上位机；
主控制器可编程逻辑模块：接收主控制器主机模块传来的FC-AE-1553控制指令，将FC-AE-1553控制指令拆分成多条指令报文，并将多条指令报文经光纤交换机发送至桥接器模块；接收桥接器模块传来的FC-AE-1553反馈数据，将FC-AE-1553反馈数据通过DMA的方式发送至主控制器主机模块；
桥接器模块：接收主控制器可编程逻辑模块传来的多条指令报文，将全部指令报文通过MIL-STD-1553协议转换后生成MIL-STD-1553数据指令，并将生成的MIL-STD-1553数据指令通过MIL-STD-1553总线发送给终端模拟器设备；接收终端模拟器设备传来的MIL-STD-1553反馈数据，将MIL-STD-1553 反馈数据经FC-AE-1553协议转换后生成FC-AE-1553反馈数据，并将 FC-AE-1553反馈数据通过光纤交换机发送至主控制器可编程逻辑模块；
终端模拟器设备：接收桥接器模块传来的MIL-STD-1553数据指令，生成MIL-STD-1553反馈数据，并将MIL-STD-1553反馈数据发送至桥接器模块；
在上述的一种FC-AE-1553总线协议报文通讯系统，所述含有多地址的控制指令包括n个RT地址，每个RT地址包括m个RT子地址；n为正整数，且10≤n≤32；m为正整数，且10≤m≤32。
在上述的一种FC-AE-1553总线协议报文通讯系统，主控制器主机模块对控制指令进行解析处理的方法为：
主控制器主机模块将接收到的控制指令存储在消息队列中；主控制器主机模块每从消息队列中取出一条报文，在数据帧报头中设置数据帧发送的源地址、数据帧发送的目的地址和数据帧长度；将控制指令中有效字段内容填充到数据字段中，并计算数据帧报头和数据字段的CRC校验值，按照数据帧开始+数据帧报头+数据字段+CRC校验+数据帧结束的数据格式生成了FC-AE-1553控制指令。
在上述的一种FC-AE-1553总线协议报文通讯系统，主控制器主机模块将生成的FC-AE-1553控制指令存储在DDR数据缓冲区中，通过PCIE总线通知主控制器可编程逻辑模块准备好从DDR数据缓冲区接收数据，并将接收数据的起始地址空间、数据长度、接收数据源地址和接收数据目的地址发送给主控制器可编程逻辑模块。
在上述的一种FC-AE-1553总线协议报文通讯系统，主控制器主机模块通过PCIE总线收到主控制器可编程逻辑模块传来的数据接收准备好信号后，启动DMA控制器，将DDR缓冲区中的数据通过DMA方式发送给主控制器可编程逻辑模块。
在上述的一种FC-AE-1553总线协议报文通讯系统，主控制器可编程逻辑模块将DDR缓冲区中的数据取走后，通过PCIE总线向主控制器主机模块发送数据接收完毕信号，并将DDR缓冲区中数据存储到堆栈中，然后将堆栈中的每一条FC-AE-1553控制指令拆分成多条指令报文；实现将FC-AE-1553控制指令中数据字段内容拆分成多个数据字段，拆分后的每个数据字段中仅包含1 个RT地址和该RT地址对应的1个RT子地址以及该子地址的数据长度和数据内容。
在上述的一种FC-AE-1553总线协议报文通讯系统，当主控制器可编程逻辑模块接收到光纤交换机发送的FC-AE-1553反馈数据后，将FC-AE-1553反馈数据存储在DDR数据缓冲区中，通过PCIE总线通知主控制器主机模块准备好从DDR数据缓冲区接收数据，并将接收数据的起始地址空间、数据长度、接收数据源地址和接收数据目的地址发送给主控制器主机模块；主控制器主机模块收到上述信息后，启动DMA控制器，通过DMA方式获取到主控制器可编程逻辑模块存储在DDR缓冲区中的FC-AE-1553反馈数据。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
(1)本发明在主机模块向主控制器可编程逻辑模块配置控制指令时，避免主机模块和主控制器可编程逻辑模块访问“共享存储区”出现读写冲突的现象；
(2)本发明显著提高了接收并处理上位机控制指令的实时性和可靠性，该方法尤其适用于上位机每次发送的控制指令中涉及到的RT地址和RT子地址较多的情形。
附图说明
图1为本发明报文通讯处理系统示意图；
图2为本发明组建的消息帧格式示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步阐述。
提供一种FC-AE-1553总线协议报文通讯系统，不仅能够解决上述主机模块向主控制器可编程逻辑模块发送控制指令的问题，防止出现FC-AE-1553控制指令被覆盖或丢失的现象，而且能够提高上位机和终端模拟器设备通讯传输的实时性和可靠性。
FC-AE-1553总线协议报文通讯系统，如图1所示，具体包括上位机、主控制器主机模块、主控制器可编程逻辑模块、光纤交换机、桥接器模块和终端模拟器设备；
上位机：生成含有多地址的控制指令，并将控制指令发送至主控制器主机模块；接收主控制器主机模块传来的上位机反馈指令，实现上位机与终端模拟器设备的通讯；所述含有多地址的控制指令包括n个RT地址，每个RT地址包括m个RT子地址；n为正整数，且10≤n≤32；m为正整数，且10≤m≤ 32。
主控制器主机模块：接收上位机传来的控制指令，对控制指令进行解析处理，生成FC-AE-1553控制指令，并将FC-AE-1553控制指令通过DMA的方式发送至主控制器可编程逻辑模块；主控制器主机模块对控制指令进行解析处理的方法为：
主控制器主机模块将接收到的控制指令存储在消息队列中；主控制器主机模块每从消息队列中取出一条报文，在数据帧报头中设置数据帧发送的源地址、数据帧发送的目的地址和数据帧长度；将控制指令中有效字段内容填充到数据字段中，并计算数据帧报头和数据字段的CRC校验值，按照数据帧开始+数据帧报头+数据字段+CRC校验+数据帧结束的数据格式生成了FC-AE-1553控制指令。
主控制器主机模块将生成的FC-AE-1553控制指令存储在DDR数据缓冲区中，通过PCIE总线通知主控制器可编程逻辑模块准备好从DDR数据缓冲区接收数据，并将接收数据的起始地址空间、数据长度、接收数据源地址和接收数据目的地址发送给主控制器可编程逻辑模块。主控制器主机模块通过PCIE 总线收到主控制器可编程逻辑模块传来的数据接收准备好信号后，启动DMA 控制器，将DDR缓冲区中的数据通过DMA方式发送给主控制器可编程逻辑模块。
接收主控制器可编程逻辑模块传来的FC-AE-1553反馈数据，对 FC-AE-1553反馈数据按照以太网报文进行组包处理，生成上位机反馈指令，将生成的上位机反馈指令通过以太网发送给上位机。
主控制器可编程逻辑模块：接收主控制器主机模块传来的FC-AE-1553控制指令，将FC-AE-1553控制指令拆分成多条指令报文，并将多条指令报文经光纤交换机发送至桥接器模块；接收桥接器模块传来的FC-AE-1553反馈数据，将FC-AE-1553反馈数据通过DMA的方式发送至主控制器主机模块；主控制器可编程逻辑模块将DDR缓冲区中的数据取走后，通过PCIE总线向主控制器主机模块发送数据接收完毕信号，并将DDR缓冲区中数据存储到堆栈中，然后将堆栈中的每一条FC-AE-1553控制指令拆分成多条指令报文；实现将 FC-AE-1553控制指令中数据字段内容拆分成多个数据字段，拆分后的每个数据字段中仅包含1个RT地址和该RT地址对应的1个RT子地址以及该子地址的数据长度和数据内容。
桥接器模块：接收主控制器可编程逻辑模块传来的多条指令报文，将全部指令报文通过MIL-STD-1553协议转换后生成MIL-STD-1553数据指令，并将生成的MIL-STD-1553数据指令通过MIL-STD-1553总线发送给终端模拟器设备。
接收终端模拟器设备传来的MIL-STD-1553反馈数据，将MIL-STD-1553 反馈数据经FC-AE-1553协议转换后生成FC-AE-1553反馈数据，并将 FC-AE-1553反馈数据通过光纤交换机发送至主控制器可编程逻辑模块；当主控制器可编程逻辑模块接收到光纤交换机发送的FC-AE-1553反馈数据后，将 FC-AE-1553反馈数据存储在DDR数据缓冲区中，通过PCIE总线通知主控制器主机模块准备好从DDR数据缓冲区接收数据，并将接收数据的起始地址空间、数据长度、接收数据源地址和接收数据目的地址发送给主控制器主机模块；主控制器主机模块收到上述信息后，启动DMA控制器，通过DMA方式获取到主控制器可编程逻辑模块存储在DDR缓冲区中的FC-AE-1553反馈数据。
终端模拟器设备：接收桥接器模块传来的MIL-STD-1553数据指令，生成 MIL-STD-1553反馈数据，并将MIL-STD-1553反馈数据发送至桥接器模块。
实施例
主控制器主机模块，通过以太网接收上位机发送的含有多个RT地址和RT 子地址的上位机控制指令，对多个RT地址和RT子地址的上位机控制指令进行解析处理，生成一条FC-AE-1553控制指令，将生成的FC-AE-1553控制指令通过DMA方式发送给主控制器可编程逻辑模块；优选方案具体如下：
优选的，采用如下方法对上位机控制指令进行解析处理，并生成 FC-AE-1553控制指令：
上位机控制指令的格式由“指令标识(2字节)”+“信源标识(4字节)” +“信宿标识(4字节)”+“指令序号(2字节)”+“指令长度(2字节)”+“指令有效字段内容(N字节，N>0且N是4的正整数倍)”+“校验和(2字节)”组成。主控制器主机模块判断上位机控制指令的标识，若当前控制指令标识指示上位机向终端模拟器设备发送总线控制命令，则计算并判断当前控制指令的长度和校验和是否正确。其中，当前控制指令的最后一个字的内容为校验和，将当前控制指令中除了“校验和”字段的其余字段内容按照CRC16校验算法计算出校验和。若控制指令长度和校验和均正确，则从当前控制指令中提取出总线控制命令的“指令有效字段内容”。
主机模块将接收到的上位机控制指令存储在消息队列中。
主机模块每从消息队列中取出一条报文，首先设置该条报文的报文类型 (NC->NT类型或NT->NC类型)；然后解析该条报文内容，提取出报文中每个 RT地址及其对应的每个RT子地址的数据长度、数据内容，将多个RT地址和 RT子地址组建成一条新的消息帧。组建的消息帧格式如图2所示。
FC-AE-1553数据帧(FC-AE-1553控制指令)的格式由“SOF(数据帧开始)”+“数据帧报头”+“数据字段”+“CRC校验”+“EOF(数据帧结束)”几部分组成。其中，“SOF(数据帧开始)”占用4个字节，“数据帧报头”占用 24个字节，“数据字段”占用2112字节，“CRC校验”占用4个字节，用于检测“数据帧报头”和“数据字段”的数据完整性，不包括“SOF”和“EOF”，“EOF(数据帧结束)”占用4个字节。主控制器主机模块在“数据帧报头”中设置“数据帧发送的源地址”、“数据帧发送的目的地址”和“数据帧长度”，并将上位机“指令有效字段内容”填充到“数据字段”中。其中，上位机发送的“指令有效字段内容”的格式为：“RT地址个数m(m>0,2字节)”+“RT 地址号1(2字节)”+“RT地址号1对应的RT子地址个数n1(n1>0,2字节)” +“RT子地址号1(2字节)”+“RT子地址号1数据长度(2字节)”+“RT 子地址号1数据内容(64字节)”+“RT子地址号2(2字节)”+“RT子地址号2数据长度(2字节)”+“RT子地址号2数据内容(64字节)”+…+“RT 子地址号n1(2字节)”+“RT子地址号n1数据长度(2字节)”+“RT子地址号n1数据内容(64字节)”+“RT地址号2(2字节)”+“RT地址号2对应的RT子地址个数n2(n2>0,2字节)”+“RT子地址号1(2字节)”+“RT 子地址号1数据长度(2字节)”+“RT子地址号1数据内容(64字节)”+“RT 子地址号2(2字节)”+“RT子地址号2数据长度(2字节)”+“RT子地址号2数据内容(64字节)”+…+“RT子地址号n2(2字节)”+“RT子地址号 n2数据长度(2字节)”+“RT子地址号n2数据内容(64字节)”+…+“RT 地址号m(2字节)”+“RT地址号m对应的RT子地址个数nm(nm>0,2字节)”+“RT子地址号1(2字节)”+“RT子地址号1数据长度(2字节)”+ “RT子地址号1数据内容(64字节)”+“RT子地址号2(2字节)”+“RT 子地址号2数据长度(2字节)”+“RT子地址号2数据内容(64字节)”+…+ “RT子地址号nm(2字节)”+“RT子地址号nm数据长度(2字节)”+“RT子地址号nm数据内容(64字节)”。按照上述数据帧格式生成了FC-AE-1553 控制指令。
优选的，采用如下方法主控制器主机模块将生成的FC-AE-1553控制指令通过DMA方式发送给主控制器可编程逻辑模块：
主控制器主机模块将生成的FC-AE-1553控制指令存储在DDR数据缓冲区中，通过PCIE总线通知主控制器可编程逻辑模块准备好从DDR数据缓冲区接收数据，并将接收数据的起始地址空间、数据长度、接收数据源地址和接收数据目的地址发送给主控制器可编程逻辑模块。主控制器主机模块通过PCIE 总线收到主控制器可编程逻辑模块“数据接收准备好”信号后，启动DMA控制器，将DDR缓冲区中的数据通过DMA方式发送给主控制器可编程逻辑模块。
主控制器可编程逻辑模块接收主控制器主机模块发送的FC-AE-1553控制指令，将FC-AE-1553控制指令拆分成多条NC->NT类型或者NT->NC类型的指令报文，并将上述指令报文经过光纤交换机发送给桥接器模块；优选方案具体如下：
优选的，采用如下方法主控制器可编程逻辑模块将FC-AE-1553控制指令拆分成多条NC->NT类型或者NT->NC类型的指令报文：
FC-AE-1553控制指令的格式由“SOF(数据帧开始)”+“数据帧报头”+ “数据字段”+“CRC校验”+“EOF(数据帧结束)”几部分组成。其中，“SOF(数据帧开始)”占用4个字节，“数据帧报头”占用24个字节，“数据字段”占用 2112字节，“CRC校验”占用4个字节，用于检测“数据帧报头”和“数据字段”的数据完整性，不包括“SOF”和“EOF”，“EOF(数据帧结束)”占用4个字节。
由于FC-AE-1553控制指令与NC->NT类型指令报文和NT->NC类型指令报文的数据格式完全相同，因此，上述拆分的过程主要是将FC-AE-1553控制指令中“数据字段”内容拆分成多个“数据字段”，拆分后的每个“数据字段”中仅包含1个RT地址和该RT地址对应的1个RT子地址以及该子地址的数据长度和数据内容。此外，拆分后的每个NC->NT类型指令报文或NT->NC类型指令报文需要在其“数据帧报头”中设置“数据帧发送的源地址”、“数据帧发送的目的地址”、“数据帧子地址”和“数据帧长度”。
桥接器模块将NC->NT类型或者NT->NC类型的指令报文经过 MIL-STD-1553协议转换后生成MIL-STD-1553数据指令，并将生成的 MIL-STD-1553数据指令通过MIL-STD-1553总线发送给终端模拟器设备；优选方案具体如下：
优选的，采用如下方法将NC->NT类型或者NT->NC类型的指令报文转换成MIL-STD-1553数据指令：
NC->NT类型或者NT->NC类型的指令报文的格式由“SOF(数据帧开始)” +“数据帧报头”+“数据字段”+“CRC校验”+“EOF(数据帧结束)”几部分组成。其中，“SOF(数据帧开始)”占用4个字节，“数据帧报头”占用24个字节，“数据字段”占用2112字节，“CRC校验”占用4个字节，用于检测“数据帧报头”和“数据字段”的数据完整性，不包括“SOF”和“EOF”，“EOF (数据帧结束)”占用4个字节。
桥接器模块发送给终端模拟器设备的MIL-STD-1553数据指令包括命令字和数据字。其中，命令字为20bit，包括同步头(3bit)、远程终端地址(5bit)、 T/R标志(1bit)、子地址/方式(5bit)、数据字计数/方式代码(5bit)和奇偶校验位(1bit)。数据字为20bit，包括同步头(3bit)、数据(16bit)和奇偶校验位(1bit)。将NC->NT类型或者NT->NC类型的指令报文中“数据帧报头”的“数据帧子地址”填充到命令字中的“子地址/方式”中，将“数据帧长度”填充到命令字中的“数据字计数/方式代码”中，设置“T/R标志”为R(接收)，并设置终端模拟器设备的“远程终端地址”即完成了终端模拟器设备的 MIL-STD-1553数据指令中的命令字设置。提取NC->NT类型或者NT->NC类型的指令报文中“数据字段”的有效内容，作为终端模拟器设备的 MIL-STD-1553数据指令中的每个数据字的内容。通过上述FC-AE-1553协议到MIL-STD-1553协议转换，完成了NC->NT类型或者NT->NC类型的指令报文到MIL-STD-1553数据指令的转换。
终端模拟器设备，将自身生成的MIL-STD-1553反馈数据通过 MIL-STD-1553总线向桥接器模块发送；优选方案具体如下：
桥接器模块接收终端模拟器设备发送的MIL-STD-1553反馈数据，将 MIL-STD-1553反馈数据经过FC-AE-1553协议转换后生成FC-AE-1553反馈数据，并将生成的FC-AE-1553反馈数据通过光纤交换机发送给主控制器可编程逻辑模块；优选方案具体如下：
优选的，桥接器模块采用如下方法将MIL-STD-1553反馈数据转换为 FC-AE-1553反馈数据：
FC-AE-1553反馈数据的格式由“SOF(数据帧开始)”+“数据帧报头”+ “数据字段”+“CRC校验”+“EOF(数据帧结束)”几部分组成。其中，“SOF(数据帧开始)”占用4个字节，“数据帧报头”占用24个字节，“数据字段”占用 2112字节，“CRC校验”占用4个字节，“EOF(数据帧结束)”占用4个字节。桥接器模块在“数据帧报头”中设置“数据帧发送的源地址”、“数据帧发送的目的地址”、“数据帧子地址”和“数据帧长度”(该参数值为终端模拟器设备自身产生的MIL-STD-1553反馈数据的有效字段内容长度)，并将终端模拟器设备自身产生的MIL-STD-1553反馈数据内容填充到“数据字段”中。按照上述数据帧格式生成了FC-AE-1553反馈数据。
主控制器可编程逻辑模块将FC-AE-1553反馈数据通过DMA方式发送给主控制器主机模块；优选方案具体如下：
优选的，主控制器可编程逻辑模块采用如下方法将FC-AE-1553反馈数据通过DMA方式发送给主控制器主机模块：
当主控制器可编程逻辑模块接收到光纤交换机发送的FC-AE-1553反馈数据后，将FC-AE-1553反馈数据存储在DDR数据缓冲区中，通过PCIE总线通知主控制器主机模块准备好从DDR数据缓冲区接收数据，并将接收数据的起始地址空间、数据长度、接收数据源地址和接收数据目的地址发送给主控制器主机模块。主控制器主机模块收到上述信息后，启动DMA控制器，通过DMA 方式获取到主控制器可编程逻辑模块存储在DDR缓冲区中的FC-AE-1553反馈数据。
主控制器主机模块接收到FC-AE-1553反馈数据后，对FC-AE-1553反馈数据按照以太网报文进行组包处理，生成上位机反馈指令，将生成的上位机反馈指令通过以太网发送给上位机；实现了上位机与终端模拟器设备的通讯；优选方案具体如下：
优选的，主控制器主机模块采用如下方法将FC-AE-1553反馈数据按照以太网报文进行组包处理：
主控制器主机模块接收主控制器可编程逻辑模块发送的FC-AE-1553反馈数据，该反馈数据的格式由“SOF(数据帧开始)”+“数据帧报头”+“数据字段”+“CRC校验”+“EOF(数据帧结束)”几部分组成。其中，“SOF(数据帧开始)”占用4个字节，“数据帧报头”占用24个字节，“数据字段”占用2112 字节，“CRC校验”占用4个字节，“EOF(数据帧结束)”占用4个字节。主控制器主机模块提取FC-AE-1553反馈数据中的“数据字段”的内容作为报文内容，按照“指令标识(2字节)”+“信源标识(4字节)”+“信宿标识(4 字节)”+“指令序号(2字节)”+“指令长度(2字节)”+“指令有效字段内容(N字节，N>0且N是4的正整数倍)”+“校验和(2字节)”的格式生成上位机反馈指令，“指令长度”字段即为串口反馈数据报文中有效数据的长度，“指令有效字段内容”字段即为该FC-AE-1553反馈数据中的“数据字段”的内容，“校验和”字段由除了“校验和”字段外其余字段内容按照CRC16校验算法计算得出，将生成的上位机反馈指令通过以太网发送给上位机。
上位机向主控制器主机模块发送的上位机控制指令的周期为5s，每条控制指令中包含的RT地址个数为30个，每个RT地址中包含的RT子地址个数为 30个，每个子地址中的数据长度均为64字节。上位机控制指令分为两种类型，即向终端模拟器设备发送数据和从终端模拟器设备读取数据。
通过总线分析仪监测MIL-STD-1553总线上数据传输情况，通过以太网抓包工具监测上位机发送控制指令的情况。测试结果为：上位机按照上述频率发送两种类型的控制指令，共向主控制器主机模块发送120条控制指令，终端模拟器设备共收到108000条MIL-STD-1553控制指令，上位机发送控制指令的数据内容与终端模拟器设备接收到的数据内容完全一致，终端模拟器设备未发现有未执行的控制命令。
本发明的一种FC-AE-1553总线协议报文通讯系统，是为了实现上位机和终端模拟器设备之间的通讯，并且对通讯的实时性和可靠性有较高的要求。上位机的外部接口只有以太网接口，因此，上位机和主控制器模块之间采用以太网通讯。为了提高整个系统的传输效率和吞吐量，本发明中主控制器模块和终端模拟器设备之间采用“FC-AE-1553总线+协议桥接”的方式，一方面， FC-AE-1553总线能够极大的提高数据传输速度和数量；另一方面，“协议桥接”的方式使得主控制器模块不仅能够匹配不同通讯速率的终端模拟器设备，而且提高了协议转换的效率，避免了软件处理带来的系统开销。
由于主控制器主机模块和上位机通讯前无法获悉上位机控制指令中包含的 RT地址和RT子地址个数信息，只有采用本发明的方案，才能不仅避免主机模块和主控制器可编程逻辑模块访问“共享存储区”读写冲突的现象，还避免因主控制器可编程逻辑模块自身资源不足导致FC-AE-1553控制指令丢失或被覆盖的现象，从而显著提高上位机和终端模拟器设备之间通讯的可靠性。
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 (7)

1.一种FC-AE-1553总线协议报文通讯系统，其特征在于：包括上位机、主控制器主机模块、主控制器可编程逻辑模块、光纤交换机、桥接器模块和终端模拟器设备；
上位机：生成含有多地址的控制指令，并将控制指令发送至主控制器主机模块；接收主控制器主机模块传来的上位机反馈指令，实现上位机与终端模拟器设备的通讯；
主控制器主机模块：接收上位机传来的控制指令，对控制指令进行解析处理，生成FC-AE-1553控制指令，并将FC-AE-1553控制指令通过DMA的方式发送至主控制器可编程逻辑模块；接收主控制器可编程逻辑模块传来的FC-AE-1553反馈数据，对FC-AE-1553反馈数据按照以太网报文进行组包处理，生成上位机反馈指令，将生成的上位机反馈指令通过以太网发送给上位机；
主控制器可编程逻辑模块：接收主控制器主机模块传来的FC-AE-1553控制指令，将FC-AE-1553控制指令拆分成多条指令报文，并将多条指令报文经光纤交换机发送至桥接器模块；接收桥接器模块传来的FC-AE-1553反馈数据，将FC-AE-1553反馈数据通过DMA的方式发送至主控制器主机模块；
桥接器模块：接收主控制器可编程逻辑模块传来的多条指令报文，将全部指令报文通过MIL-STD-1553协议转换后生成MIL-STD-1553数据指令，并将生成的MIL-STD-1553数据指令通过MIL-STD-1553总线发送给终端模拟器设备；接收终端模拟器设备传来的MIL-STD-1553反馈数据，将MIL-STD-1553反馈数据经FC-AE-1553协议转换后生成FC-AE-1553反馈数据，并将FC-AE-1553反馈数据通过光纤交换机发送至主控制器可编程逻辑模块；
终端模拟器设备：接收桥接器模块传来的MIL-STD-1553数据指令，生成MIL-STD-1553反馈数据，并将MIL-STD-1553反馈数据发送至桥接器模块。
2.根据权利要求1所述的一种FC-AE-1553总线协议报文通讯系统，其特征在于：所述含有多地址的控制指令包括n个RT地址，每个RT地址包括m个RT子地址；n为正整数，且10≤n≤32；m为正整数，且10≤m≤32。
3.根据权利要求1所述的一种FC-AE-1553总线协议报文通讯系统，其特征在于：主控制器主机模块对控制指令进行解析处理的方法为：
主控制器主机模块将接收到的控制指令存储在消息队列中；主控制器主机模块每从消息队列中取出一条报文，在数据帧报头中设置数据帧发送的源地址、数据帧发送的目的地址和数据帧长度；将控制指令中有效字段内容填充到数据字段中，并计算数据帧报头和数据字段的CRC校验值，按照数据帧开始+数据帧报头+数据字段+CRC校验+数据帧结束的数据格式生成了FC-AE-1553控制指令。
4.根据权利要求1所述的一种FC-AE-1553总线协议报文通讯系统，其特征在于：主控制器主机模块将生成的FC-AE-1553控制指令存储在DDR数据缓冲区中，通过PCIE总线通知主控制器可编程逻辑模块准备好从DDR数据缓冲区接收数据，并将接收数据的起始地址空间、数据长度、接收数据源地址和接收数据目的地址发送给主控制器可编程逻辑模块。
5.根据权利要求4所述的一种FC-AE-1553总线协议报文通讯系统，其特征在于：主控制器主机模块通过PCIE总线收到主控制器可编程逻辑模块传来的数据接收准备好信号后，启动DMA控制器，将DDR缓冲区中的数据通过DMA方式发送给主控制器可编程逻辑模块。
6.根据权利要求5所述的一种FC-AE-1553总线协议报文通讯系统，其特征在于：主控制器可编程逻辑模块将DDR缓冲区中的数据取走后，通过PCIE总线向主控制器主机模块发送数据接收完毕信号，并将DDR缓冲区中数据存储到堆栈中，然后将堆栈中的每一条FC-AE-1553控制指令拆分成多条指令报文；实现将FC-AE-1553控制指令中数据字段内容拆分成多个数据字段，拆分后的每个数据字段中仅包含1个RT地址和该RT地址对应的1个RT子地址以及该子地址的数据长度和数据内容。
7.根据权利要求6所述的一种FC-AE-1553总线协议报文通讯系统，其特征在于：当主控制器可编程逻辑模块接收到光纤交换机发送的FC-AE-1553反馈数据后，将FC-AE-1553反馈数据存储在DDR数据缓冲区中，通过PCIE总线通知主控制器主机模块准备好从DDR数据缓冲区接收数据，并将接收数据的起始地址空间、数据长度、接收数据源地址和接收数据目的地址发送给主控制器主机模块；主控制器主机模块收到上述信息后，启动DMA控制器，通过DMA方式获取到主控制器可编程逻辑模块存储在DDR缓冲区中的FC-AE-1553反馈数据。
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