VXI-1553B总线接口模板的开发

图1　VXI-1553B总线接口模板硬件原理框图

1.3　硬件工作原理
1.3.1　VXI特征实现
　　VXI寄存器基接口芯片集成了VXI总线寄存器基器件所必须的寄存器、VXI总线地址译码逻辑以及VXIbus / Localbus仲裁逻辑。使用接口芯片只需廉价的支持芯片以驱动VXI总线大电流背板信号。允许设计者以最小的功耗、最少的硬件、最短的设计工时实现一个VXI总线寄存器基接口。
　　本模板工作在A16/A24地址方式下，器件的逻辑地址、器件类别寄存器内容和标识寄存器内容，分别由拨码开关事先设定，在模板启动上电后，由各选通信号控制，写入相应寄存器，完成寄存器初始化配置。
　　由于逻辑地址是由拨码开关设定的，所以此时MODID线支持逻辑地址静态配置。
　　拨码开关与INT（3∶1）相连，作用是设定VXI中断级别。当VXI接口芯片中断请求端引脚出现低电平时，IRQ（7∶1）中由拨码开关设定的中断级别引脚将产生中断请求信号。
　　集成在1553B总线接口芯片内部的17个寄存器和4K×16的共享RAM，是作为VXI总线A24地址方式下的器件寄存器使用的。对于它们的访问是由高端地址寄存器选择信号UASEL*和寄存器读、写控制信号REGRD*、REGWR*联合控制的。
1.3.2　1553B通信规程接口
　　本模板使用的1553B总线接口芯片是第5代1553B通信规程接口芯片，它内部集成了双余度曼彻斯特码编码/解码器、灵活的主处理器总线缓冲接口、存储器管理、中断逻辑和4K×16的片内共享RAM。它完全符合1553B通信规程，可以任选总线控制器（BC）、远程终端（RT)和总线监控器（MT）三种工作方式，并具备自动重试、缓冲/透明方式并存、间隔时间可编程控制等多种高级特性。
　　在本模板中，该接口芯片负责1553B通信协议转换，可做为BC、RT和MT使用。它内部的17个非测试寄存器，包括5个配置寄存器、启动/复位寄存器、中断屏蔽寄存器、中断状态寄存器、命令堆栈指针寄存器等，设定了它的工作方式、工作参数等内容。这些寄存器是做为VXI总线A24方式器件寄存器使用的，由UASEL*信号、REGRD*信号和VXI地址线配合寻址访问，从而完成1553B总线设备功能。在1553B总线消息传递时，发送或接收到的1553B消息存于接口芯片的共享RAM中，消息的写入和读取由VXI总线A24地址方式寻址访问。

2　驱动程序的编制
　　在VXI总线测试平台中，VXI Plug&Play驱动程序的开发对于VXI总线模块仪器的使用，VXI总线测试系统的集成，具有非常重要的意义。没有软件，就无法使用VXI总线仪器；没有结构开放、标准统一的仪器驱动程序，就无法体现VXI总线仪器互换性好、易于组建系统的优势。NI公司提出的口号——“软件就是仪器”，就恰当地揭示了软件对于虚拟仪器，特别是VXI总线仪器的重要性。
　　VISA（virtual instrument software architecture,虚拟仪器软件结构）的输入/输出程序库是迈向长期的工业界软件标准化的重要步骤。VISA以及它的早期过渡文件库VTL提供了从现有的IEEE 488.2和VXI总线I/O标准到VISA I/O库的升级途径。
　　VISA规范提供了VXI器件驱动程序的基本函数，这些函数包括了器件的寻址访问、寄存器的操作、存储器的读写、内存的分配与释放等，利用它们可以方便地实现对VXI器件的驱动。
　　使用Windows 95操作系统，Borland C+　+ Builder 3.0开发环境，调用的VISA库为VXI Plug&Play针对Windows 95环境下Borland C的编辑器而封装的库来完成驱动程序的编制，驱动程序框图如图2所示。

图2　驱动程序框图

3　模板典型验证环境
　　由于航空电子设备1553B总线测试环境在一般实验室条件下很难建立，所以欲验证本模板工作状态是否正常，可采用如下的仿真方式进行。利用另一块PC总线的1553B接口模板，与本VXI-1553B总线接口模板连接，进行1553B总线设备的消息传递，分别验证VXI-1553B接口模板BC、MT和RT三种工作方式数据传输的正确性。验证环境如图3所示，其中给出了VXI-1553B接口模板执行BC发送功能，PC总线的1553B接口模板执行RT接收的程序执行结果。

图3　验证环境及结果

4　结束语
　　本VXI-1553B总线接口模板开发已完成原理样机的设计、制作、软硬件联调以及验证等工作。进一步工作将进行模板硬件的工程化和电磁兼容性测试，对于软件要针对航空电子设备1553B总线消息规约，编制消息处理程序，就可完成航空电子设备的测试。