1553B總線遠(yuǎn)程端點(diǎn)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的FPGA實(shí)現(xiàn)

2 1553B遠(yuǎn)程端點(diǎn)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的FPGA實(shí)現(xiàn)的總體設(shè)計(jì)
1553B遠(yuǎn)程端點(diǎn)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的FPGA實(shí)現(xiàn)一共分為4個(gè)模塊：序列解析模塊、命令解析模塊、發(fā)送模塊和上層交互模塊。整個(gè)協(xié)議實(shí)現(xiàn)采用時(shí)序驅(qū)動(dòng)的方式進(jìn)行，時(shí)鐘頻率為8 MHz，下面就按照數(shù)據(jù)進(jìn)入的順序介紹整個(gè)協(xié)議的FPGA實(shí)現(xiàn)過程。
2．1 序列解析模塊
這個(gè)模塊接收從收發(fā)器接收的信號(hào)序列，先后進(jìn)行同步頭檢測(cè)，曼碼解碼，奇偶校驗(yàn)，ID檢測(cè)等步驟，最后給命令解析模塊一個(gè)只包含命令信息的16位數(shù)據(jù)，以及其字特性。其實(shí)現(xiàn)流程如圖1所示。

序列解析模塊首先對(duì)進(jìn)入的總線序列進(jìn)行同步頭檢測(cè)，如果有效，則進(jìn)行曼徹斯特碼解碼。曼徹斯特碼解碼是在同步頭檢測(cè)有效時(shí)同步開始的，它在同步頭檢測(cè)有效后每隔1 000μs對(duì)序列采樣一次，并把采樣值作為解碼值，同時(shí)判斷在采樣時(shí)序列是否發(fā)生了跳變，如果發(fā)生，則說明序列滿足曼徹斯特碼編碼，否則認(rèn)定序列存在編碼錯(cuò)誤，停止解碼并置位錯(cuò)誤寄存器，而第一次采樣是在同步頭檢測(cè)有效后250ns。解碼完成后進(jìn)行奇偶校驗(yàn)，接收模塊對(duì)有效序列進(jìn)行奇偶校驗(yàn)，如果奇偶校驗(yàn)錯(cuò)誤，則丟棄這個(gè)序列，同時(shí)置位消息差錯(cuò)位；如果奇偶校驗(yàn)正確，則進(jìn)入ID檢測(cè)部分。奇偶校驗(yàn)在VerilogHDL中通過位異或就可以實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)奇偶校驗(yàn)正確以后，接收模塊就根據(jù)從同步頭檢測(cè)得到的字類型進(jìn)行不同操作。對(duì)于數(shù)據(jù)字，接收模塊收到序列后就檢測(cè)等待數(shù)據(jù)字寄存器的值，如果不為零，則把這個(gè)數(shù)據(jù)放入到接收緩沖器中，如果等待數(shù)據(jù)字寄存器的值為1，則首先把寄存器清零，然后把中斷請(qǐng)求信號(hào)置位，最后把狀態(tài)寄存器的值放入發(fā)送緩沖器中，并通知發(fā)送模塊發(fā)送以及復(fù)位等待數(shù)據(jù)字寄存器，否則把等一待數(shù)據(jù)字寄存器的值減1，等待下一個(gè)字的到來。如果等待數(shù)據(jù)字寄存器值為零，則認(rèn)為傳輸錯(cuò)誤，丟棄這個(gè)數(shù)據(jù)字。對(duì)于命令字，接收模塊進(jìn)行ID驗(yàn)證，檢查所收到的命令是否是總線控制器發(fā)給本節(jié)點(diǎn)的。它提取所收到的16位有效信息序列中的高5位，與本節(jié)點(diǎn)的ID比較，如果不相同，則丟棄這個(gè)序列，等待下一個(gè)序列的到來；如果相同，則表示這個(gè)序列是總線控制器發(fā)給本節(jié)點(diǎn)的命令，保存命令，啟動(dòng)命令解析模塊。
2．2 命令解析模塊
命令解析模塊完成對(duì)收到的命令字進(jìn)行解析，對(duì)收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)的工作。命令解析模塊是整個(gè)協(xié)議的核心，它負(fù)責(zé)把總線控制器傳給本節(jié)點(diǎn)的命令翻譯成本節(jié)點(diǎn)的操作，并執(zhí)行相關(guān)動(dòng)作。其工作流程如圖2所示。

假設(shè)命令字存放在寄存器CMD―REG[15：0]中，則命令解析模塊首先檢測(cè)CMD REG[9：5]，如果CMD REG[9：5]不為全1或者全0，就表示總線控制器給節(jié)點(diǎn)的是數(shù)據(jù)傳輸命令；命令解析模塊則繼續(xù)檢測(cè)CMD REG[10]位，如果為1，則表示總線控制器要求本節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，同時(shí)用CMD REG[4：0]指定了需要發(fā)送的數(shù)據(jù)長度；命令解析模塊在收到這個(gè)命令后就把相關(guān)的數(shù)據(jù)和狀態(tài)寄存器的值裝入發(fā)送緩沖器中，并通知發(fā)送模塊進(jìn)行發(fā)送。如果CMD REG[10]位為O，則表示總線控制器要求本節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)，同時(shí)也用CMD REG[4：0]指定了接收數(shù)據(jù)的長度，而用CMD REG[9：5]指定了數(shù)據(jù)接收子節(jié)點(diǎn)的ID，命令解析模塊在收到這個(gè)命令以后就把CMD REG[4：O]裝入等待數(shù)據(jù)字寄存器中，等待后繼數(shù)據(jù)字的到來。如果CMD REG[9：5]為全1或者全O，則表示總線控制器傳輸?shù)目刂泼钭郑⑼ㄟ^CMD REG[4：0]指定了相應(yīng)的命令方式代碼。對(duì)于命令方式代碼，命令解析模塊根據(jù)1553B總線標(biāo)準(zhǔn)對(duì)不同方式代碼進(jìn)行相關(guān)的寄存器置位操作。
2．3 發(fā)送模塊