雷婉星

（航空工業(yè)西安航空計(jì)算技術(shù)研究所，西安 710065）

1 PX I技術(shù)下的1553B總線通訊模塊設(shè)計(jì)指標(biāo)

PX I技術(shù)下的1553B總線通訊模塊設(shè)計(jì)主要主要包括硬件、軟件兩個(gè)方面。其中在硬件設(shè)計(jì)方面需要依據(jù)1553B總線通訊模塊的相關(guān)內(nèi)容，控制總線接口在32.0b、33.0MHz，同時(shí)硬件尺寸需符合標(biāo)準(zhǔn)PXI3U尺寸161mm*101mm。本次設(shè)計(jì)主要通過(guò)單通道多功能為設(shè)計(jì)指標(biāo)，然后結(jié)合雙冗余通道中的數(shù)據(jù)傳輸分享，實(shí)現(xiàn)1553B總線通訊模塊的有效運(yùn)行。而在軟件設(shè)計(jì)方面，需在Windows系統(tǒng)程序的支持下，通過(guò)對(duì)消息隔離時(shí)間、消息應(yīng)答超時(shí)時(shí)間、消息數(shù)量、幀間隔時(shí)間、遠(yuǎn)程終端狀態(tài)字響應(yīng)時(shí)間等的合理策劃設(shè)置，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)、驅(qū)動(dòng)程序的有效運(yùn)行。

2 PX I技術(shù)下的1553B總線通訊模塊設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

2.1 電路PCB板設(shè)計(jì)

PX I技術(shù)下的1553B總線系統(tǒng)一般應(yīng)用于性能較高、管理較嚴(yán)格的工業(yè)控制環(huán)境。對(duì)于PXI系統(tǒng)而言，其內(nèi)部PCB布局及線路鋪設(shè)情況直接影響著PX I技術(shù)功能的有效發(fā)揮。在整體PX I通信體系中，為了有效防止相關(guān)信號(hào)之間的串?dāng)_對(duì)信號(hào)完整性的影響，可對(duì)PCB進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先可考慮多層板設(shè)計(jì)，目標(biāo)采用六層板，六層板路的運(yùn)行可以在保證線路高效鋪設(shè)的同時(shí)，為大面積電源區(qū)域下相關(guān)信號(hào)線路、電源耦合提供有效的依據(jù)。在PCB板設(shè)計(jì)過(guò)程中，可結(jié)合地層分割、電源層配置等情況，對(duì)整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布局進(jìn)行合理控制。而對(duì)于相關(guān)PX I模塊涉及電源，應(yīng)在條件允許的情況下選擇與連接器位置相近的區(qū)域，結(jié)合適用高速去耦陶瓷電容的設(shè)置，為PX I模塊的合理運(yùn)行提供依據(jù)。若出現(xiàn)多個(gè)PX I通信總線與某個(gè)串聯(lián)信號(hào)端接電阻的情況，應(yīng)控制電阻設(shè)置位置與某串聯(lián)信號(hào)連接器引腳位置在15.1毫米以下。

2.2 軟件設(shè)計(jì)

基于PX I的相關(guān)規(guī)定，需要結(jié)合Win NT、Miciosoft等協(xié)議，進(jìn)行PX I系統(tǒng)軟件框架的搭建。為了促使PX I軟件體系框架符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)程序接口的要求，可利用工藝較成熟的PC軟件進(jìn)行合理的整合。在進(jìn)行PX I設(shè)備初始化的基礎(chǔ)上，可逐步進(jìn)行內(nèi)存讀寫(xiě)、I/O讀寫(xiě)、1553B總線通訊軟件設(shè)計(jì)等工作。PX I技術(shù)下的1553B通訊模塊軟件設(shè)計(jì)主要包括應(yīng)用層軟件、驅(qū)動(dòng)層軟件及底層傳輸軟件，應(yīng)用層軟件主要完成將宿主機(jī)的任務(wù)按照預(yù)先設(shè)定的指令碼，如1-初始化、2-啟動(dòng)、3-停止、4-軟件復(fù)位等，寫(xiě)入通訊模塊的相應(yīng)單元，并將底層的命令執(zhí)行結(jié)果上報(bào)給宿主機(jī)；驅(qū)動(dòng)層軟件設(shè)計(jì)，主要完成讀寫(xiě)等函數(shù)的編寫(xiě)，作為頂?shù)讓榆浖?shù)據(jù)交互的紐帶；底層傳輸軟件的設(shè)計(jì)，主要任務(wù)是處理總線消息，如解析、執(zhí)行總線命令、消息處理、通道切換等，可結(jié)合協(xié)議芯片的配置要求完成，通常傳輸軟件會(huì)固化在通訊模塊的存儲(chǔ)器中。

2.3 電路設(shè)計(jì)

一方面在PX I總線與PCI接口設(shè)計(jì)過(guò)程中，可從PX I-1553B通訊總線某端口，將PCI接口芯片的PX I端口電氣信號(hào)、PX I機(jī)箱背板連接器位置的電氣信號(hào)進(jìn)行連接處理，通?？梢杂秒p方地址線、數(shù)據(jù)線等進(jìn)行連接，而對(duì)于控制線路與PX I插槽的連接，可采取控制線路進(jìn)行直接連接的措施。同時(shí)為了避免信號(hào)串聯(lián)對(duì)信號(hào)穩(wěn)定性的影響，可在整體PX I-1553B通訊總線進(jìn)行抗干擾設(shè)計(jì)，如阻抗匹配等。由于相關(guān)PX I設(shè)備去耦性能需求，需在PX I底板處進(jìn)行電源高速去耦陶瓷電容的設(shè)置，然后結(jié)合PX I總線串聯(lián)信號(hào)電阻的連接，在PX I總線模塊連接接口位置進(jìn)行信號(hào)對(duì)接措施，最大限度的降低信號(hào)串聯(lián)對(duì)PX I底板的影響。端口連接信號(hào)一般為PAR、TRDY#、PERR#、DEVSEL#、FRAME#等， 而 對(duì) 于GNT#、C/BE0#～CBE3#則不需進(jìn)行端口電阻信號(hào)連接。另一方面在PCI接口設(shè)計(jì)過(guò)程中，可從BU緩存非零等方面進(jìn)行，然后通過(guò)地址數(shù)據(jù)信號(hào)鎖存處理，將PCI及PX I通訊數(shù)據(jù)總線進(jìn)行獨(dú)立處理。同時(shí)由于BU總線內(nèi)部具有一定數(shù)量的寄存器、儲(chǔ)存器，因此可利用PCI芯片進(jìn)行相關(guān)地址空間的設(shè)計(jì)，主要為I/O尋址模式、Memory尋址模式等。在BU數(shù)據(jù)線、地址線與PCI本地?cái)?shù)據(jù)有效連接的基礎(chǔ)上，可進(jìn)行PCI本地支持模式設(shè)置，從而實(shí)現(xiàn)本地字節(jié)允許位與BU地址線的AO連接，且雙方地址線穩(wěn)定連接的模式。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，PXI技術(shù)下的1553B總線通訊模塊的設(shè)計(jì)包括PCB電路板、軟件、邏輯三方面的設(shè)計(jì)，通過(guò)結(jié)合PXI技術(shù)和1553B總線技術(shù)的設(shè)計(jì)，使該通訊模塊能可靠地基于PXI總線完成1553B總線協(xié)議功能，并得到更大范圍的應(yīng)用。

[1] 楊寒，范祥輝.一種主備自主切換1553B總線接口模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].信息通信，2016（5）：92-93.