图 3 — 单一芯片上的多个实例 — MIL-STD-1553 技术,如 Condor Engineering的 FlightCORE,支持将多个通道集成在单一的芯片中。
便于重新编程 — 由于支持对现场硬件的重新编程,核心的实施显著降低了设计风险。如果系统需求发生变化,或者要修复一个错误时,基于 FPGA 的设计可以在软件的控制下进行升级。这种灵活性还可以在硬件构造完成后,在硬件和软件间重新区分功能。例如,如果在集成阶段发现 软件不能有效地响应一个实时事件,可以将该功能下移到 FPGA 级别,这样就将原由软件实现的功能转化为硬件功能。
适应多种机体 — 灵活、可重新编程的解决方案适于为多种机体构架或针对多用途基础设计的飞航测试线上可更换件 (LRU)。由于 USAF和 NATO 的多种机体采用从 MIL-STD-1553B 标准分离出来的协议,所以多种机体的 LRU 需要灵活、可编程的设计。某些设计实施了通过特殊的子地址或模式代码协议进行寻址扩展的数据集。很多固定翼和可旋转翼飞机同时采用了较老的 MIL-STD-1553A 和 MIL-STD-1553B LRU,这就要求总线控制器和总线监视器能够处理不同的协议。
对 MIL-STD-1553 系统设计采用基于核心的实施
现代 FPGA 的强大功能使其成为 MIL-STD-1553 设计的理想选择,这就是 Condor Engineering 推出 FlightCORE 的原因。FlightCORE 是一种允许设计人员在各种 ALTEra 和 Xilinx 的 FPGA中轻松实现无版权的实例化设计的 MIL-STD-1553 IP。多数情况下,利用Xilinx 综合技术 (XST) 或 Altera QUARTus II 集成综合技术 (QIS),FlightCORE 1553 可以在两天内成功地集成。如图 4 所示,用户只须将 Condor Engineering 的 IP 核心与其自身逻辑和 Condor Engineering 的个别化模块 (3mm x 3mm) 集成,即可实现高性能的 MIL-STD-1553设计。FlightCORE 还允许开发人员选择存储器的大小以恰好地与其系统需求相匹配。图 4 还显示了可以实施内部存贮和/或外部双端口随机存贮器。该产品还提供了 Manchester II 编码与解码、消息协议验证与合法化及为接口控制和编程实施简单的共享存贮架构等所有的必要组件。只需增加外部收发器即可,如标准的 COTS MIL-STD-1553 或 RS-485 收发器。
图 4 — 丰富性 — 由于 Condor Engineering FlightCORE 提供了同步总线控制器、单一远程终端和总线监视器运行模式,所以它可担任这三种角色。
单一芯片上集中多个实例
类似 Condor Engineering 的FlightCORE 这样的 MIL-STD-1553 解决方案需要少量的 FPGA 资源,约为 3,000 个逻辑单元,148K 比特的内存和不到 20 个的引脚(不包括外部主存总线)。较小的体积使在单一芯片上放置多个相互独立的实例成为可能,如图3 所示,某些程序可以在单一 FPGA上集中 8 到 10 个实例。
结论
FPGA 与其容纳的“知识产权”使设计人员可以对 LRU 进行修改或专门设计,以适应不同的航空电子通信、武器系统和日新月异的升级之间的微小差异。像 Condor Engineering 的 MIL-STD-1553、1 兆和10 兆的FlightCORE IP 这样的通信核心,提供了一种直接而灵活的方法,可有效地解决日益增长的功能和废弃问题。
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