對(duì)基于FPGA的作戰(zhàn)系統(tǒng)時(shí)統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

　　O 引言

　　作戰(zhàn)系統(tǒng)時(shí)間的統(tǒng)一同步(時(shí)統(tǒng))的重要性越來(lái)越得到重視，只有保證整個(gè)系統(tǒng)處在同一時(shí)間的基準(zhǔn)上，才能實(shí)現(xiàn)真正意義上的以網(wǎng)絡(luò)為中心的信息戰(zhàn)、以精確制導(dǎo)武器系統(tǒng)對(duì)抗和以協(xié)同作戰(zhàn)方式為主的現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)。另外由于不同的作戰(zhàn)系統(tǒng)對(duì)時(shí)統(tǒng)有著不同要求，因此對(duì)時(shí)統(tǒng)接收處理模塊(簡(jiǎn)稱時(shí)統(tǒng)模塊)有著較高要求。利用FPGA的強(qiáng)大功能及靈活性設(shè)計(jì)的時(shí)統(tǒng)模塊能夠很好地實(shí)現(xiàn)以上要求。

　　FPGA為大規(guī)模可編程邏輯器件，具有編程方便、集成度高、速度快等特點(diǎn)，可反復(fù)編程、擦除、使用，在不改變硬件設(shè)計(jì)的情況下，可實(shí)現(xiàn)不同的功能需求。在FPGA中可完成各種時(shí)統(tǒng)功能設(shè)計(jì)。

　　1 原理

　　目前時(shí)統(tǒng)模塊主要應(yīng)用于Compact PCI(CPCI)系統(tǒng)，因此該時(shí)統(tǒng)模塊為CPCI總線模塊。其主要由總線橋接電路、FPGA、外圍接口電路部分組成，如圖1所示。接口電路采用MAXl490實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)統(tǒng)輸入信號(hào)(授時(shí)信號(hào))的接收及轉(zhuǎn)換。將差分信號(hào)轉(zhuǎn)換成TTL電平信號(hào)提供給FPGA處理，另外將FPGA輸出的TTL電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成差分信號(hào)作為時(shí)統(tǒng)信號(hào)提供給其它設(shè)備。

　　橋接電路采用PCI9052，實(shí)現(xiàn)CPCI總線到局部總線的過(guò)渡，并將中斷信號(hào)通過(guò)CPCI總線的中斷信號(hào)線送給CPU主板。CPU主板收到時(shí)統(tǒng)模塊的中斷請(qǐng)求后，做出響應(yīng)，系統(tǒng)軟件根據(jù)中斷響應(yīng)輸出時(shí)間信息。

　　FPGA選用Altera公司MAX70O0S系列中的EPM7256SRl208—10，這是工業(yè)界中速度最快的高集成度可編程邏輯器件，具有5000個(gè)可用門(mén)和1256個(gè)宏單元，可滿足設(shè)計(jì)需要。設(shè)計(jì)中，F(xiàn)PGA實(shí)現(xiàn)了對(duì)TTL電平時(shí)統(tǒng)信號(hào)的各種處理，主要包括中斷控制、信號(hào)輸出、守時(shí)、時(shí)間精度等功能。見(jiàn)圖2所示。

　　下面具體介紹FPGA內(nèi)部各主要功能的設(shè)計(jì)。