一种基于CPCI接口的SpaceWire总线节点通讯模块制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于CPCI接口的SpaceWire总线节点通讯模块。所述SpaceWire节点通讯模块包括CPCI通讯模块、SpaceWire接口控制器模块、SpaceWire接口驱动模块以及电源模块，所述CPCI通讯模块和SpaceWire接口驱动模块分别与SpaceWire接口控制器模块连接，所述电源模块给整个模块供电。所述SpaceWire节点通讯模块基于CPCI接口设计，体积相对较小，价格低、应用范围广泛，满足标准的4路独立的双向全双工、串行的高速SpaceWire总线链路网络接口(2-200Mbits/s)的数据传输，其中2路支持配置远程存储访问(RMAP)功能，且硬件逻辑实现物理层(PHY)、信号层、字符层、交换层以及数据包层协议等，可有效满足现代航空航天SpaceWire接口的多元化需求。

【技术实现步骤摘要】

本技术特别涉及一种基于CPCI接口的SpaceWire总线节点通讯模块。
技术介绍
SpaceWire总线标准就是一种高速的、点对点、全双工的串行总线网络，以IEEE13551995和LVDS两个商业标准相结合而提出的一种星载数据总线。它是为更好地满足星载设备间高速数据传输需求而提出一种高速的(2Mbit/s至400Mbit/s，目前实现的宇航级节点设备之间的速度为200Mbit/s)、点对点、全双工的串行总线网络，在2003年1月正式成为欧空局标准。它的出现致力于航天器有效载荷系统数据和控制信息的处理，以满足未来高性能高速星载数据的传输要求。因此，该类航空电子设备(SpaceWire总线节点通讯模块设备)的测试和维护就显得日益重要了。另外，CPCI总线是处于主流的航电工控计算机总线，一般航天航空部门使用的工控机均带有3U的CPCI总线接口，CPCI接口，它具有完全兼容传统的金手指接口的CPCI系统协议的特性，另外CPCI接口还有完全支持热插拔的特性。因此，将CPCI技术和SpaceWire总线技术应用到航电星载设备中，设计一种基于CPCI接口的SpaceWire总线节点通讯模块，将给工程技术人员带来许多便捷。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供基于CPCI接口的SpaceWire总线节点通讯模块，其基于CPCI接口，体积相对较小，兼容CPCI协议，使用方便，能满足4路独立的双向全双工、串行的高速SpaceWire总线链路网络接口(2200Mbits/s)的数据传输，其中2路支持配置远程存储访问(RMAP)功能，且硬件逻辑实现物理层(PHY)、信号层、字符层、交换层以及数据包层协议等。本技术能够与标准的航天设备SpaceWire接口之间进行通信，配合上位机专用测试软件可以对SpaceWire总线进行通信的测试和分析以满足现代航空航天SpaceWire接口的多元化需求。为达到上述目的，本技术采用以下技术方案:CPCI接口模块，其包括与CPCI背板接的CPCI接口，用于实现设与CPCI接口嵌入式控制器的检测软件与FPGA进行数据交换；及电源管理模块，支持热插拔，用于给整个模块供电。FPGA，实现SpaceWire接口控制器模块的全部功能，用于将所述检测软件下传的数据进行SpaceWire总线DS协议编码以LVDS电平的方式给到标准的航空SpaceWire总线设备接口，及将经航空SpaceWire总线设备接口上传的数据进行电平转换、校验、DS编码恢复等处理以给到所述检测软件。SpaceWire总线接口驱动模块，其包括数据接收电路芯片SN65LVDS32DR、数据发送驱动电路芯片SN65LVDS31DR和MDM9SCBR型专用的SpaceWire总线接头，用于传输LVDS信号，与标准的SpaceWire总线航电设备之间进行连接。FPGA:处理器单元，用于控制芯片内部各模块之间及芯片外部各部件之间的工作。状态机控制模块，用于对SpaceWire节点的功能控制寄存器、节点状态寄存器、链路地址、时钟分频寄存器、直接存储访问(DMA)通道控制寄存器等进行参数配置，与所述的处理器单元协调通信，对发送通道和接收通道的接发数据进行合理调度。发送通道，用于设定逻辑来将数据进行DS编码，并以LVDS信号方式发送给所述MDM9SCBR接口 ；及接收通道，用于设定逻辑来接收所述MDM9SCBR接口上传的LVDS信号数据进行电平转换，并进行解码和校验。数据通信控制模块，用于实现FPGA与CPCI接口芯片之间进行物理数据的交换。SpaceWire总线节点通讯模块设备接口驱动模块包括4路分别与所述FPGA连接的数据收发电路和SpaceWire总线专用接头。SpaceWire总线电平传输模式是采用的是所述FPGA片内的LVDS驱动接口。SpaceWire 总线接口采用 MDM9SCBR 接口。CPCI通讯模块包括相互连接的CPCI接口和CPCI接口桥接芯片，所述CPCI桥接芯片与FPGA连接，CPCI接口用于与CPCI接口嵌入式控制器连接。CPCI桥接芯片采用PCI9056接口芯片。FPGA 型号为 EP3C55F484I7N。由以上技术方案可知，本技术通过设计带有CPCI接口的SpaceWire节点通讯模块，充分利用SpaceWire传输性能稳定、速度高和CPCI总线传输速度快的特点，使得该设计能满足4路独立高速SpaceWire数据传输，另外使用方便和设备体积相对较小，便于携带；且通过硬件逻辑实现物理层(PHY)、信号层、字符层、交换层以及数据包层协议等功能，可有效满足现代航空航天SpaceWire接口的多元化需求。【附图说明】图1为本技术实施例所述基于CPCI接口的SpaceWire总线节点通讯模块的总体框图。图2为本技术实施例所述基于CPCI接口的SpaceWire总线节点通讯模块的原理框图。【具体实施方式】下面结合附图1和附图2详细描述本技术的实施例。图1为本技术实施例所述的基于CPCI接口的SpaceWire总线节点通讯模块的总体框图。如图1所示，所述基于CPCI接口的SpaceWire总线节点通讯模块100包括CPCI接口模块1、SpaceWire接口控制器模块2、SpaceWire接口驱动模块3和电源模块4，所述CPCI接口模块1和SpaceWire接口控制器模块2连接，所述SpaceWire接口控制器模块和SpaceWire接口驱动模块3连接，且所述CPCI接口模块1、SpaceWire接口控制器模块2、SpaceWire接口驱动模块3均与电源模块4连接，由所述电源模块4为其提供电力。所述CPCI接口模块1作为基于CPCI接口的SpaceWire总线节点通讯模块100跟CPCI总线背板之间的桥接模块，实现与CPCI接口嵌入式控制器之间的数据交换，通过运行在CPCI接口嵌入式控制器上位机检测软件，可控制所述基于CPCI接口的SpaceWire总线节点通讯模块100的各种数据传输。所述SpaceWire接口控制器模块2用于提供SpaceWire总线控制器以及数据处理和运算等，通过所述CPCI接口模块1，SpaceWire接口控制器模块2可以把由外部SpaceWire总线传输过来的数据上传到CPCI接口嵌入式控制器，也可以根据CPCI接口嵌入式控制器下传的指令，向外部SpaceWire总线传输数据。所述SpaceWire接口控制器模块2包括FPGA20、FPGA内核和外围的供电模块21、时钟电路22和复位电路23，FPGA内核包括处理器处理器单元、状态控制模块、发送模块、接收模块和数据通信控制模块。处理器单元，用于控制芯片内部各模块之间及芯片外部各部件之间的工作；状态机控制模块，用于对SpaceWire节点的功能控制寄存器、节点状态寄存器、链路地址、时钟分频寄存器、直接存储访问(DMA)通道控制寄存器等进行参数配置，与所述的处理器单元协调通信，对发送通道和接收通道的接发数据进行合理调度；发送通道，用于设定逻辑将经DS编码的数据以LVDS信号模式发送给所述MDM9SCBR接口 ；当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于CPCI接口的SpaceWire总线节点通讯模块，其特征在于，所述SpaceWire总线节点通讯模块(100)包括CPCI接口模块(1)、SpaceWire接口控制器模块(2)、SpaceWire接口驱动模块(3)和电源模块(4)，所述CPCI接口模块(1)和SpaceWire接口控制器模块(2)连接，所述SpaceWire接口控制器模块和SpaceWire接口驱动模块(3)连接，且所述CPCI接口模块(1)、SpaceWire接口控制器模块(2)、SpaceWire接口驱动模块(3)均与电源模块(4)连接；所述SpaceWire接口控制器模块(2)包括FPGA(20)、FPGA内核和IO的供电模块(21)、时钟电路(22)、复位电路(23)和外部SRAM(24)，所述FPGA(20)与SpaceWire接口驱动模块(3)连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董文岳，蒋晓华，代威威，
申请(专利权)人：珠海欧比特控制工程股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44