一种高速1553B总线通信接口模块制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高速1553B总线通信接口模块，包括：数据处理接口，用于和高速通信数据节点设备进行数据交互；处理模块，包括用于将待发送的用户数据经过编码调制成波形数据的OFDM编码模块，以及用于将采集到的波形数据调制解码成所传递的用户数据的OFDM解码模块；模拟前端，用于进行信号处理以及与1553B总线、1553B节点设备的通信；其中，所述的数据处理接口、处理模块以及模拟前端依次连接。本实用新型专利技术在为GJB289A(1553B)数据总线提供了快速且经济的带宽增加通道，额外增加的通信容量与现有的1553B信号并行工作，与1553B共用网络拓扑和底层物理线路，相互独立运行，可以将现有数据线基础设施上运行的数据带宽容量增加到100Mbps。

【技术实现步骤摘要】
一种高速1553B总线通信接口模块
本技术涉及计算机、航空电子通信
，具体涉及一种高速1553B总线通信接口模块。
技术介绍
1553B总线是由美国军方制定的一种航空系统通信标准，1553B总线协议采用曼彻斯特编码方式在屏蔽同轴线缆中以最高1Mb/s速率传输，该协议在数据完整性、传输可靠性与使用灵活性等方面都具有显著优势，广泛应用于航空航天电子等领域。随着航空航天技术的发展，对总线数据传输速率和吞吐量都提出了更高要求，各种军用传感器信息融合、音视频图像传输的迫切需求，都需要在原有装备中加装高带宽的传输网络，1553B显然已经不能满足当前要求。需要在1553B的基础上研制和改进得到速率更高的数据通信通道。高速1553B实现方式目前大多通过提高总线时钟频率有效提高数据吞吐量，这种方式容易造成波形失真，传输速率最高也只能达到4Mbps。也有改变原有物理链路驱动方式，通过采用串行驱动芯片提高快速收发能力，进一步提升传输速度，获得10Mbps左右的传输速度。以上种种方式，在提升速度的同时，不能完全对原有标准1553B总线网络系统设备做到完全向下兼容升级，并且也会引入了诸多限制因素，比如传输距离减少、波形失真等。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种高速1553B总线通信接口模块，以有效提升1553B数据总线的通信速度，同时具有良好的兼容性。为了实现上述任务，本技术采用以下技术方案：一种高速1553B总线通信接口模块，包括：数据处理接口，用于和高速通信数据节点设备进行数据交互；处理模块，包括用于将待发送的用户数据经过编码调制成波形数据的OFDM编码模块，以及用于将采集到的波形数据调制解码成所传递的用户数据的OFDM解码模块；模拟前端，用于进行信号处理以及与1553B总线、1553B节点设备的通信；其中，所述的数据处理接口、处理模块以及模拟前端依次连接。进一步地，所述的数据处理接口采用PCI标准协议接口，或采用PCIE标准协议接口。进一步地，所述的处理模块还包括用于缓存和管理数据处理接口与OFDM编码模块、OFDM解码模块之间的数据，以及调整数据速率和收发数据控制管理的用户数据缓存模块。进一步地，所述的处理模块中设置有用于配置通信速率和身份ID的配置模块。进一步地，所述的模拟前端包括：DAC模块，用于将波形数据转换成模拟中频信号；ADC模块，用于将模拟射频信号进行采样得到波形数据；射频前端模块，用于对所述的中频信号进行滤波、上变频混频、信号放大、功率放大以及分合路处理得到OFDM载波信号，以及对接收到的OFDM载波信号进行滤波、信号放大、下变频混频处理得到模拟射频信号；耦合/旁路模块，用于将1553B总线传递的标准1553信号不经任何处理的旁路/转发到1553B节点设备、将经过射频前端模块处理后得到OFDM载波信号耦合到1553B总线上，以及将需要接收的OFDM载波信号解耦合到所述的射频前端模块。进一步地，所述的高速1553B总线通信接口模块还包括：电源接口，用于通过高速通信数据节点设备为高速1553B总线通信接口模块供电。本技术具有以下技术特点：1.本技术提供接口模块可将原有速率为1Mbps的MIL-STD-1553数据总线通信速度提升为100Mbps，能够以简单易行、向下兼容物理链路的方式，满足实际中的高带宽、高速率传输需求。2.本技术的接口模块利用无线通信领域的OFDM(正交频分复用)载波调制技术应用到标准1553B总线系统上提高系统性能。该方法不仅能够满足高速率传输服务要求，而且可以与传统1553B总线基础网络线路做到完全兼容，无需更改已有网络基础设置，无论是对原有系统升级还是新设计网络拓扑都提供了更加便捷的实施手段。并且，两种不同制式的通信方式在物理线路上呈现出相互“叠加”，在各自通信方式下不会出现协议冲突问题，对于现有标准1553网络改造升级具有相对短的开发周期、低廉的成本及能够快速升级等优点。附图说明图1为本技术的整体结构示意图；图2为传统1553B信号与本技术接口模块处理后得到的1553B信号频谱划分示意图；图3为耦合/旁路模块的结构框图；图4为标准1553B总线拓扑结构；图5为应用本技术的总线系统基本拓扑结构图；图6为应用本技术的高速1553B总线冗余拓扑示意图。具体实施方式如图1所示，本技术提供了一种高速1553B总线通信接口模块，包括：数据处理接口，用于和高速通信数据节点设备进行数据交互；处理模块，包括用于将待发送的用户数据经过编码调制成波形数据的OFDM编码模块，以及用于将采集到的波形数据调制解码成所传递的用户数据的OFDM解码模块；模拟前端，用于进行信号处理以及与1553B总线、1553B节点设备的通信；其中，所述的数据处理接口、处理模块以及模拟前端依次连接。本技术中，所述的数据处理接口与处理模块连接，数据处理接口采用PCI标准协议接口，或采用PCIE标准协议接口，高速1553B总线通信接口模块(以下简称接口模块)通过数据处理接口与外部的高速通信数据节点设备进行数据交互。所述的高速通信数据节点设备为包括但不限于支持PCI或PCIE接口的计算机、嵌入式处理器。本技术采用的数据处理接口为PCI/PCIe接口，是双向通信接口，该接口可以固定设计为PCI接口，也可以固定设计为PCIE接口，既可以通过该接口将接口模块接收到的高速传输的视频、图像、文件信息按照PCI协议或者PCIE协议传输给外部的高速通信数据节点设备，供高速通信数据节点设备存储、显示、转发、处理，又可以通过该接口将高速通信数据节点设备的需要传输的视频、图像、文件信息传输给高速1553B模块，由接口模块进行数字信号处理耦合到1553B总线上传输给下一个接收端的接口模块接收。具体地，所述的处理模块还包括用于缓存和管理数据处理接口与OFDM编码模块、OFDM解码模块之间的数据，以及调整数据速率和收发数据控制管理的用户数据缓存模块，如图1所示。其中，用户数据缓存模块分别与所述的数据处理接口、OFDM编码模块、OFDM解码模块连接。本方案中，在OFDM编码模块、OFDM解码模块中采用正交频分复用OFDM的调制和解调技术。已知普通1553B(GJB289A)主要能量集中的频带是0～5MHz的频带，1553B的电缆组件通信最大承载能力约为300M。因此，本技术的接口模块的基本思路是使用多载波调制方法，充分利用频谱资源，在有限的带宽内传输更多的数据。正交频分复用OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)是一种多载波调制方式，数据被放置在许多载波(子载波)上，这些子载波是彼此正交的，通常紧密对准到在频率轴上发生重叠的范围内，相比较传统的频分复用(FDM)的优点，OFDM可以使用快速傅里叶变换(FFT)算法来高效地区分副载波在载波重叠的基础上还能确保不发生相互干扰，这样就能在有限的带宽内承载更多的子载波信息。为了更好地利用总线上的可用带宽，该接口模块采用OFDM调制的方式在原有设备的1Mbps通信物理通信链路基础上实现100Mbps高速通信，采用OFDM调制方法在原有通信链路创建“叠加”网络并共同存在、同时运行，且不会干扰原有的1Mbp本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高速1553B总线通信接口模块，其特征在于，包括：数据处理接口，用于和高速通信数据节点设备进行数据交互；处理模块，包括用于将待发送的用户数据经过编码调制成波形数据的OFDM编码模块，以及用于将采集到的波形数据调制解码成所传递的用户数据的OFDM解码模块；模拟前端，用于进行信号处理以及与1553B总线、1553B节点设备的通信；其中，所述的数据处理接口、处理模块以及模拟前端依次连接。

【技术特征摘要】
1.一种高速1553B总线通信接口模块，其特征在于，包括：数据处理接口，用于和高速通信数据节点设备进行数据交互；处理模块，包括用于将待发送的用户数据经过编码调制成波形数据的OFDM编码模块，以及用于将采集到的波形数据调制解码成所传递的用户数据的OFDM解码模块；模拟前端，用于进行信号处理以及与1553B总线、1553B节点设备的通信；其中，所述的数据处理接口、处理模块以及模拟前端依次连接。2.如权利要求1所述的高速1553B总线通信接口模块，其特征在于，所述的数据处理接口采用PCI标准协议接口，或采用PCIE标准协议接口。3.如权利要求1所述的高速1553B总线通信接口模块，其特征在于，所述的处理模块还包括用于缓存和管理数据处理接口与OFDM编码模块、OFDM解码模块之间的数据，以及调整数据速率和收发数据控制管理的用户数据缓存模块。4.如权利要求1所述的高速1553B总线通信接口模块，其特征在于，所述的处理模块中设置有...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓平，王红春，张家超，虎宾，
申请(专利权)人：西安云维智联科技有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61