1 引言

　　mil-std-1553b軍用總線標(biāo)準(zhǔn)，在軍事裝備，特別是飛機(jī)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，艦載系統(tǒng)中也正在逐步推廣。對(duì)于1553b總線傳輸信息的飛機(jī)系統(tǒng)，特別是由該總線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的綜合航火控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)而言，系統(tǒng)時(shí)實(shí)監(jiān)測(cè)與在線故障診斷均建立在信息錄取的前提下。為了方便錄取1553b總線上傳輸?shù)男畔⒕托枰獞?yīng)用1553b總線到計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)接口轉(zhuǎn)換器，目前常用轉(zhuǎn)換器有1553b-pci、1553b-vxi等，但在工程實(shí)踐過(guò)程中，它們存在體積大、價(jià)格高、使用不方便等缺陷。相比而言，usb接口具有體積小、攜帶方便、熱插拔等特征，具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。

　　本文介紹的1553b設(shè)備檢測(cè)系統(tǒng)就是基于usb接口的。設(shè)計(jì)包含兩大部分：硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)1553b接口到usb接口的轉(zhuǎn)換；軟件設(shè)計(jì)主要是usb芯片固件開(kāi)發(fā)、usb接口驅(qū)動(dòng)、開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)測(cè)試1553b設(shè)備軟件。

2 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)工作主要集中在1553b與usb總線接口的轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)。硬件系統(tǒng)分成三部分：1553b接口轉(zhuǎn)換電路、fpga譯碼電路和usb接口電路。

2.1 1553b接口轉(zhuǎn)換電路

　　目前，1553b接口芯片種類(lèi)繁多，根據(jù)工程應(yīng)用場(chǎng)合和實(shí)際需要，我們選用ddc公司bu-61580芯片。bu-61580芯片除了具有遠(yuǎn)程終端（rt）功能外，還可以用作總線控制器（bc）、總線監(jiān)控器（mt）。其內(nèi)部功能極強(qiáng)，接口靈活、便于控制，有各種封裝形式和供電電壓供用戶(hù)選擇。

2.2 fpga譯碼電路

　　fpga作為現(xiàn)場(chǎng)可編程器件越來(lái)越廣泛地應(yīng)用到工程設(shè)計(jì)中。利用fpga對(duì)系統(tǒng)中信號(hào)進(jìn)行譯碼可避免由于開(kāi)始硬件電路設(shè)計(jì)考慮不周造成的硬件設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，而且方便系統(tǒng)的以后的升級(jí)。本系統(tǒng)中，fpga通過(guò)1553b接口芯片讀取1553b總線上的數(shù)據(jù)并暫存在fpga內(nèi)部ram中，然后通知usb接口芯片把數(shù)據(jù)讀出；同時(shí)，還要通過(guò)usb接口接收從pc下發(fā)的數(shù)據(jù)，重新打包，發(fā)送到1553b設(shè)備。

2.3 usb接口電路

　　usb接口控制芯片包含兩大類(lèi)：一類(lèi)是需要外置控制器的芯片，還有一類(lèi)為內(nèi)置控制器，如cypress公司的cy7c64613芯片。本系統(tǒng)選用philip公司的pdiusbd12芯片，需外置控制器的芯片。

　　pdiusbd12芯片是帶有并行總線和局部dma傳輸能力的全速u(mài)sb接口器件。片內(nèi)集成了高性能usb接口器件、sie、fifo存儲(chǔ)器、收發(fā)器以及電壓調(diào)整器等，可與任何外部微控制器/微處理器實(shí)現(xiàn)高速并行接口（2mb/s），完全能匹配1553b總線最高傳輸速率（1mb/s）[1]。usb 實(shí)現(xiàn)模塊的核心是pidusb12。外置控制器at89c52的p0口接pidusbd12的data0～data7，用來(lái)傳輸要交換的數(shù)據(jù)。p0 口所有引腳都要外接上拉電阻。pidusbd12的片選信號(hào)和復(fù)位信號(hào)由at89c52的p1.6與p1.7提供。at89c52 的p3.6與p3.7作為pidusbd12的寫(xiě)讀控制端，at89c52和pidusbd12的ale相連，pidusbd12的掛起狀態(tài)和中斷控制都接高電平。 pidusb12的d+和d-加上+5v電源和地就構(gòu)成了usb接口,從而能與計(jì)算機(jī)相連。

　　pdiusbd12與usb的連接通過(guò)1.5k上拉電阻將d+置為高實(shí)現(xiàn)，默認(rèn)狀態(tài)不與vcc相連，可用softconnect技術(shù)通過(guò)at89c52發(fā)送專(zhuān)門(mén)的命令來(lái)實(shí)現(xiàn)該連接，允許at89c52在決定與usb建立連接之前完成初始化時(shí)序，usb總線連接可以重新初始化而不需要撥出電纜[2]。隨后usb設(shè)備識(shí)別和通信就要依靠固件程序和驅(qū)動(dòng)程序了。

3 軟件設(shè)計(jì)

　　1553b設(shè)備測(cè)試軟件首先要實(shí)現(xiàn)usb接口與pc之間的通信，然后，再對(duì)設(shè)備進(jìn)行性能檢測(cè)。因此，需要對(duì)usb芯片進(jìn)行固件、pc驅(qū)動(dòng)程序和測(cè)試程序設(shè)計(jì)。

3.1 usb固件設(shè)計(jì)

　　at89c52中的固化程序可采用c51 設(shè)計(jì)，主要功能是：控制pdiusbdl2接受usb驅(qū)動(dòng)程序的請(qǐng)求；控制pdiusbdl2接受應(yīng)用程序的控制指令；通過(guò)pdiusbdl2存儲(chǔ)數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)上傳pc機(jī)。pdiusbdl2的固件設(shè)計(jì)成完全的中斷驅(qū)動(dòng)，當(dāng)cpu處理前臺(tái)任務(wù)時(shí)usb的傳輸可在后臺(tái)進(jìn)行，確保了最佳的傳輸速率和更好的軟件結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化了編程和調(diào)試。單片機(jī)通過(guò)pdiusbdl2與主機(jī)通信的過(guò)程簡(jiǎn)述如下:：當(dāng)pdiusbdl2接收到主機(jī)發(fā)來(lái)的令牌包后就給單片機(jī)發(fā)中斷，單片機(jī)進(jìn)入中斷服務(wù)程序。它將數(shù)據(jù)從pdiusbd12的內(nèi)部fifo取回到cpu存儲(chǔ)器并根據(jù)中斷寄存器判斷usb令牌包的類(lèi)型從而建立正確的事件標(biāo)志以通知主循環(huán)程序進(jìn)行處理，主循環(huán)檢查事件標(biāo)志并進(jìn)入對(duì)應(yīng)的子程序進(jìn)行進(jìn)一步的處理，固件程序流程如圖2所示。系統(tǒng)上電后，先檢測(cè)pdiusbd12，如檢測(cè)不成功則報(bào)錯(cuò)，要使用者重插usb接口，再次檢測(cè)。檢測(cè)成功則根據(jù)pdiusbd12的中斷類(lèi)型設(shè)定中斷標(biāo)志位的值，再根據(jù)中斷位的值調(diào)用相應(yīng)的功能子程序[3]。

在本設(shè)計(jì)中，功能子程序主要包括兩部分：

　　1）通過(guò)at89c52的p0端口從fpga接收1553b設(shè)備數(shù)據(jù)，重新打包，再經(jīng)過(guò)p0端口寫(xiě)入pc機(jī)；

　　2） 通過(guò)p0端口接收pc數(shù)據(jù)，重新打包，通過(guò)at89c52的p0端口從fpga寫(xiě)入1553b設(shè)備。

3.2 驅(qū)動(dòng)程序

　　完成驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)的方法一般有三種：基于ddk開(kāi)發(fā)、基于windrive開(kāi)發(fā)和基于drivestudi