航天地面测试中1553B-PCI接口转换技术实现

4 是 专用的PCI 协议芯片，所以它的PCI 端可以直接通过插卡上的引线和PCI 插槽连接。

9054 的本地端和1553B 总线控制器HOST 端通过FPGA 实现逻辑转换。9054 支持三种传 输模式，即主模式、从模式和DMA 模式，DMA 模式适合突发的大量数据的传输，由于1553B 总线的数据速率为1Mbps,数据量很小，因此采用从模式中的单周期读写模式，相对于主模式而言电路设计和时序控制也相对简单。

根据9054 从模式下单周期读写时序、1553B 总线控制器HOST 端时序和双口RAM 时序采 用如图2 所示的状态机实现PCI 总线对1553B 总线控制器和双口RAM 空间的读写操作。

图2 状态转换图

当9054 的局部总线复位信号有效后，状态机进入S0 状态，当启动本地总线的单周期写 操作时，在检测到地址选通信号有效，且写信号有效后，状态机进入S1 状态，将本地地址 总线赋给1553B 总线控制器的地址总线，状态机进入S2 状态，将本地数据总线赋给1553B 总线控制器的数据总线，直到数据写入后，状态机重新回到S0 状态；当启动本地总线单周 期读操作时，在地址选通信号有效且读信号有效后判断本地地址总线，当本地地址大于等于 1024 时，访问双口RAM 的B 端口，当本地地址小于1024 时，访问1553B 总线控制器内的寄 存器，这样做的好处是防止对双口RAM 操作时出现读写冲突的问题。

3.5 接口卡外围电路

接口卡外围电路主要包括收发器、变压器和 RT 子地址电路等。收发器分为接收和发射两部分，接收部分的功能是将 1553 总线上传输的双极性差分曼 彻斯*转化为适合FPGA 输入的互补CMOS/TTL 电平。发射部分是接收部分的逆过程， 它将互补的CMOS/TTL 电平转为适合1553B 总线传输的双极性差分曼彻斯*。本设计收 发器采用HOLT 公司的HI1567，由于HI1567 的工作电压是5V，在与IO 电压非5V 的FPGA 互联时需要串接330 欧姆的电阻。

接口卡通过短截线与 1553B 主总线相连。在短截线和收发器之间需要设置隔离变压器，以提供总线驱动电压，防止终端因短路引起损坏和接口卡产生的噪声影响1553B 主总线上的信号。短截线与1553B 主总线的连接方式有两种：直接耦合和变压器耦合。直接耦合是 直接将短截线连接到主总线。变压器耦合在直接耦合的基础上加了一个耦合变压器，对终端实行两级隔离，增加了数据传输的距离，同时提高了系统的可靠性。直接耦合短截线的长度 最大为1 英尺（约0.3 米），而变压器耦合方式短截线最大可以达20 英尺（约6 米）。

本文 变压器采用HOLT 公司的PMDB2725EX，该变压器提供两种变压比，即1:2.5 和1:1.79，分 别适应直接耦合和变压器耦合两种方式。需要注意的是无论采用哪种方式，都必须在1553B 总线和变压器之间串联隔离电阻对总线进行短路保护。收发器和变压器电路如图3 所示。 RT 子地址不仅可以通过板卡上的手动开关来完成1553B 总线终端RT 地址的设置，也 可以通过上位机进行软件设置。

图 3 收发器变压器电路图

4 驱动及应用软件设计

驱动程序的基本功能是完成设备的初始化、对端口的读写操作，中断的响应以及调用。 本文采用DDK（驱动程序开发包）来编写驱动程序，这里就不做详细介绍。 应用软件采用 Visual C++编写，完成对PCI 的读写操作，进而实现控制1553B 总线的数据传输。其中，BC 模式下的流程为：

（1）读取自检寄存器，判断工作状态；

（2）通过配置寄存器，设置工作模式为总线控制器（BC）；

（3）根据中断条件设置中断使能寄存器；

（4）初始化中断队列；

（5）定义BC 块和发送接收数据缓冲区；

（6）将控制字、命令字和需要发送的数据写入相应的消息块中；

（7）设置控制寄存器启动传输；

（8）轮询中断状态寄存器，如果中断，进入中断程序，处理相应的中断。

5 结束语

为实现有效载荷地面测试过程中终端设备与星上1553B总线上被测试设备之间的信息交互,需要应用1553B总线到计算机标准接口的通信板卡。本文通过对1553B总线和PCI总线协议的分析,结合航天地面测试实际要求提出了一种1553B-PCI总线接口卡的实现方法,给出了硬件结构框图,部分原理图和接口控制的FPGA实现。经过测试,实现了计算机通过PCI总线与远程终端设备的信息交互,满足了实际要求,并在XXX型号地面测试中应用。