论文摘要
光传操纵系统是继电传操纵系统后新一代操纵系统。随着光传飞控系统的不断发展,高可靠光传系统的研究越来越重要。本文对适用于光传飞控系统的余度技术进行了深入研究,将三余度和四余度系统进行比较,选定了三余度光传飞控系统,并对三余度系统的监控算法、信号表决、同步方案等软硬件进行了设计,给出了跨通道比较监控算法中门限值的选择原则。对系统的总线结构进行了总体配置,对比综合了两种数据总线（CCDL数据链路与MIL-STD-1773星型总线）通信结构,给出了三余度光传飞控系统的总线结构配置方案。论文对MIL-STD-1773总线协议进行了详细的分析研究。对协议定义的数据格式和传输方法都展开了详细的讨论,物理层上,协议严格规定了硬件要求,在数据链路层对指令格式,传输方式以及错误检测都给出了定义。本文使用EDA技术（Electronic Design Automation）开发1773协议芯片。给出了EDA的设计流程,采用的硬件描述语言VHDL和QuartusⅡSeries开发软件设计了基于FPGA协议芯片的各模块功能。在此基础上对1773协议进行了总体结构的设计,给出了协议芯片的总体逻辑框图。设计了协议处理单元各个功能模块的具体内容,给出了消息传输模块的状态转移条件和状态图,结合协议规定研究了差错管理模块的控制条件,最后研究采用消息堆栈的方式构造存储管理模块。使用VHDL语言开发编写了符合协议芯片规定的曼彻斯特编/解码器,并作了简单的仿真验证。选择了PCI总线接口芯片PCI9054来开发光传飞控系统的接口电路。根据PCI接口芯片与FPGA芯片的总体硬件设计给出了PCI9054与FPGA的信号线连接图,并详细介绍了本地总线的读写时序以及中断时序,最后运用PLXMON对PCI9054内部寄存器进行配置。
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摘要ABSTRACT图表清单注释表第一章 绪论1.1 光传飞行控制系统产生背景1.1.1 电传飞控系统及其缺陷1.1.2 光传飞控系统的提出1.2 光传飞控系统的发展1.3 本文研究内容第二章 光传飞控系统总线结构配置2.1 余度技术2.1.1 余度数的确定2.1.2 表决/监控平面的确定2.2 故障监控算法及功能仿真2.3 信号表决算法及功能仿真2.4 同步方案分析与算法2.5 故障恢复方案与算法2.6 门限值的选择原则2.7 总体配置方案确定2.7.1 总线结构形式2.7.2 总线结构配置2.8 本章小结第三章 MIL-STD-1773 协议3.1 协议概述3.2 MIL-STD-1773 协议规范3.2.1 数据格式和传输方法3.2.2 1773 字格式3.2.3 消息格式3.2.4 方式代码3.3 总线控制的原则3.4 本章小结第四章 1773 总线协议芯片开发4.1 设计方法4.1.1 EDA 设计流程4.1.2 硬件描述语言VHDL4.2 开发软件4.3 FPGA 开发板4.3.1 可编程逻辑器件FPGA 的概念4.3.2 FPGA 芯片4.4 总体结构设计4.5 协议芯片部分子模块分析设计4.5.1 编/解码器4.5.2 协议处理单元4.6 本章小结第五章 主机接口部分5.1 PCI 总线5.2 PCI 总线的信号定义5.3 PCI 接口配置5.3.1 PCI 接口电路的总体硬件设计及原理5.3.2 PC19054 与PCI 插槽、FPGA 的连接5.3.3 读写操作时序5.3.4 中断操作5.3.5 配置9054 内部寄存器5.4 本章小结第六章 总结与展望参考文献致谢在学期间的研究成果及发表的学术论文
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