基于FPGA和PCI的AFDX终端接口卡设计

3 仿真与测试

基于本文的设计方案，借助Altera公司的Quartus II软件对AFDX接口卡的关键模块进行了功能和时序仿真。发送模块时序仿真如图7所示。当主机需要发送数据时，通过给发送模块发送一个脉冲信号TxStartFrm来指示数据帧发送的开始，发送模块检测到这个脉冲后使发送使能MTxEn有效，开始数据的发送。由图7可知，发送模块发送的数据与待发送数据一致，较好地完成了发送模块的功能。

接收模块时序仿真如图8所示。当接收开始信号RxStartFrm有效时，RxValid信号被置为可用状态，开始数据的接收过程。接收MRxD表示从MAC发送过来的数据。由图8可知，接收模块工作正常，较好地完成了接收模块的功能，满足设计的要求。

在对系统的功能和时序进行仿真并保证仿真正确的基础上，将协议芯片的设计下载到Altera公司生产的Stratix II系列的EP2S180F1020C5中，并使用Sniffer协议分析软件进行在线系统验证。验证表明，该协议芯片最高工作频率可达152.64 MHz，满足AFDX协议对时延和抖动的要求，且能正确、完整地完成发送和接收功能，通信正常。使用SoftICE调试了PCI驱动程序，结果表明，驱动程序能正确加载，能实现对硬件的正确驱动和控制管理，中断正常，当PCI传输大量的数据时，数据传输也正确。

本文根据ARINC664规范和AFDX协议对接口卡时延和抖动的性能要求，提出了一种基于FPGA和PCI的AFDX终端接口卡设计方案，给出了关键模块的详细设计，编写了总线接口驱动程序。使用Quartus II软件对各功能模块进行了功能和时序仿真，并搭建测试平台进行初步测试验证。结果表明,本文提出的设计方案可行性好，稳定性高，传输速度快，时延小，抖动始终小于最大抖动，符合要求，为下一步的研究开发提供了可借鉴经验。