FPGA在彈上信息處理機中的應(yīng)用

　　引言

　　信息處理機(圖1)用于完成導彈上多路遙測信息的采集、處理、組包發(fā)送。主要功能包括高速1553B總線的數(shù)據(jù)收發(fā)、RS422接口設(shè)備的數(shù)據(jù)加載與檢測、多路數(shù)據(jù)融合和數(shù)據(jù)接收、處理、組包發(fā)送的功能。其中，總線數(shù)據(jù)和其他RS422接口送來的數(shù)據(jù)同時進行并行處理;各路輸入信息按預定格式進行融合與輸出;數(shù)據(jù)輸出速率以高速同步RS422口的幀同步脈沖為源，如果高速同步RS422口異常不影響總線數(shù)據(jù)和其它RS422口的數(shù)據(jù)融合與輸出功能。在CPU發(fā)生異?；蚩偩€數(shù)據(jù)異常時不影響其它RS422口數(shù)據(jù)的融合與輸出功能;能夠?qū)目偩€上接收的數(shù)據(jù)進行二次篩選、組包，并發(fā)送往總線，供其它設(shè)備接收。

　　系統(tǒng)設(shè)計

　　CPU選擇

　　4M 1553B總線數(shù)據(jù)的采集，由4M總線智能通訊接口管理，經(jīng)CPU接收、組包，再回到4M總線，發(fā)送至FPGA進行采集。CPU選擇Atmel公司的AT91FR40162S，它內(nèi)部自帶256kB的SRAM和容量為2M×8b FLASH存儲器，主頻最高可達75MHz。該ARM的等待電路由硬件等待邏輯產(chǎn)生，在FPGA內(nèi)部實現(xiàn)。ARM外部中斷源主要有：4M 1553B通訊控制器中斷;20ms緩沖區(qū)切換中斷。其中，4M 1553B通訊控制器中斷信號經(jīng)過FPGA整形后送入ARM。20ms緩沖區(qū)切換中斷提供給FPGA內(nèi)部各個同步、異步通訊IP組幀狀態(tài)機用于緩沖區(qū)切換。

　　3路輸入數(shù)字量接口

　　3路輸入數(shù)字量，碼速率分別為：1.28Mbit/s、115.2kbit/s、38.4kbit/s的數(shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)流在FPGA內(nèi)部經(jīng)過串并轉(zhuǎn)換將接收的數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)A和數(shù)據(jù)緩沖區(qū)B中，再經(jīng)過狀態(tài)控制機來控制數(shù)據(jù)的不斷更新。

　　同步RS422接口輸出

　　采用兩路單向RS422同步串行通訊接口，差分傳輸，一路為串行數(shù)據(jù)，一路為時鐘數(shù)據(jù)，采用雙線制傳輸。輸出碼速率2.56Mbit/s，15位加擾。

　　FPGA設(shè)計

　　當3 路輸入數(shù)字量的數(shù)據(jù)流和4M的1553數(shù)據(jù)在20ms的時間內(nèi)傳輸時，所需的內(nèi)存約為10kB。