機(jī)載TM總線接口設(shè)計(jì)方案

概述：在研發(fā)第四代戰(zhàn)機(jī)過(guò)程中，TM總線成為機(jī)載航空總線的研究熱點(diǎn)之一。提出一種利用EDA技術(shù)的TM總線接口設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)方面通過(guò)對(duì)TM總線協(xié)議的分析，采用可編程邏輯器件設(shè)計(jì)了主／從一體化TM總線控制器，并對(duì)TM總線控制結(jié)構(gòu)和接口狀態(tài)機(jī)運(yùn)行機(jī)理進(jìn)行了描述。軟件部分實(shí)現(xiàn)了USB驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)和固件開(kāi)發(fā)。

航空電子系統(tǒng)是飛機(jī)上的一個(gè)重要系統(tǒng)，它決定著飛機(jī)的作戰(zhàn)性能。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，作戰(zhàn)環(huán)境的變化，技術(shù)的進(jìn)步與需求的改變，使航空電子技術(shù)不斷出新，航空電子技術(shù)的進(jìn)步也極大地提高了飛機(jī)的作戰(zhàn)性能。飛機(jī)功能的不斷增強(qiáng)，使得F-22／F-35等先進(jìn)飛機(jī)航電設(shè)備的成本也直線上升。為了使飛機(jī)的造價(jià)與壽命成正比，只有提高系統(tǒng)的可維護(hù)性。當(dāng)飛機(jī)具有良好的可維護(hù)性時(shí)，系統(tǒng)的維護(hù)費(fèi)用、維護(hù)難度和全壽命周期費(fèi)用才能得到降低，軍機(jī)戰(zhàn)斗力和快速反應(yīng)能力才能得到提高。

1 TM總線概述
TM(Test and Maintenance，測(cè)試與維護(hù))總線是用于電子設(shè)備的子系統(tǒng)和模塊的測(cè)試、診斷與維護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)底板總線，是針對(duì)模塊和子系統(tǒng)而提出的一項(xiàng)新的檢測(cè)技術(shù)，現(xiàn)已應(yīng)用于以F-22為代表的第四代飛機(jī)中?，F(xiàn)提出一種TM總線的接口設(shè)計(jì)。
TM總線采用主從式工作方式，系統(tǒng)中存在一個(gè)TM總線主設(shè)備和多個(gè)TM總線從設(shè)備，從設(shè)備在主設(shè)備的命令下工作。本文的設(shè)計(jì)主要是從測(cè)試數(shù)據(jù)角度出發(fā)，測(cè)試數(shù)據(jù)通過(guò)主／從模塊的控制器經(jīng)USB接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸、采集、處理后，送入計(jì)算機(jī)。各模塊通過(guò)TM總線控制器掛接到TM總線上，圖1為總體設(shè)計(jì)。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
2．1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)包括總線控制器、USB接口平臺(tái)及PC連接幾個(gè)部分，本文將介紹TIU(傳輸接口單元)通過(guò)USB接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程，整體結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

由圖2可知，硬件總體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)傳輸可分為以下兩大塊：
(1)在USB接口接收從TIU傳送出的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)解析，把數(shù)據(jù)解釋成有實(shí)際意義的參數(shù)，實(shí)時(shí)顯示在PC機(jī)的顯示畫面上。
(2)從PC機(jī)來(lái)的數(shù)據(jù)，通過(guò)USB接口，發(fā)往TIU。

2．2 TIU設(shè)計(jì)
在所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)中，TM總線主／從模塊上都有一個(gè)TIU，其基本功能是完成TM總線協(xié)議及實(shí)現(xiàn)主從模塊間的數(shù)據(jù)通信。
2．2．1 TIU詳細(xì)設(shè)計(jì)
在TM-BUS控制器的研制中，主／從TM-BUS控制器實(shí)現(xiàn)一體化設(shè)計(jì)，通過(guò)控制使TIU工作在主／從兩種模式下，主方式下的TIU發(fā)送命令，從方式下的TIU接收并執(zhí)行命令。TIU結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖如圖3所示。