Естественным подходом к эффективному использованию технических средств на борту является интегральность комплекса оборудования, многоцелевое использование технических средств для решения различных функциональных задач
1Введение
Главная тенденция для перспективных как космических, так и авиационных систем – интеграция в единый бортовой комплекс системы обработки данных и управляющих модулей, коммуникационного оборудования, датчиков и исполнительных устройств (с обработкой на месте), систем сбора и передачи данных.
Естественным подходом к эффективному использованию технических средств на борту является интегральность комплекса оборудования, многоцелевое использование технических средств для решения различных функциональных задач. Для этого требуются современные бортовые коммутационные и вычислительные архитектуры, новые возможности высокоскоростных соединений и распределенной обработки в реальном масштабе времени.
При разработке современных комплексов бортового оборудования, функционирующих в реальном масштабе времени и объединяющих разнородное функциональное оконечное оборудование, возникает проблема увеличения скорости передачи, по причине постоянно возрастающего потока информационных сигналов, что требует внедрения новых информационных технологий и разработки соответствующих средств информационного обмена.
Внедрение в комплексы бортового оборудования интерфейсов работающих на высоких скоростях позволяет обеспечить:
возможность построения единого интегрального комплекса бортового оборудования с динамически перестраиваемой, реконфигурируемой структурой;
повышение скорости передачи массивов данных;
необходимые уровни достоверности передачи данных, в том числе за счёт увеличения электромагнитной совместимости;
улучшение массогабаритных характеристик оборудования;
возможность увеличения количества различных узлов в составе бортовой аппаратуры.
Возрастающая сложность проектируемой аппаратуры требует современных методов отладки и тестирования, что приводит к необходимости пересмотреть подход к проектированию отладочных стендов, которые применяются при регулировании разработанной аппаратуры или при ремонте имеющейся. В настоящее время выпускаемая и эксплуатируемая стендовая аппаратура строится по принципу узкоспециализированных устройств, исполняющих заложенные в них пользовательские алгоритмы. Замену этих алгоритмов невозможно провести оперативно, т.к. процесс перепрограммирования относительно долгий и трудоёмкий процесс. Модернизация такого оборудования возможна только путём полной его замены.
Важность перехода на проектирование бортового оборудования и отладочных стендов с использованием специализированных интегральных микросхем (СБИС «система-на-кристалле», ПЛИС) запрограммированных на выполнение функций, обеспечивающих обмен данными в соответствии с современными телекоммуникационными стандартами и интерфейсами, определяется следующими факторами:
назревшей потребностью в унифицированной и гибкой по возможностям функционального применения коммуникационной и стендовой аппаратуре;
необходимостью сокращения ресурсов, трудоемкости и сроков разработки комплексов разного назначения за счет использования имеющихся наработок.
Цель данного дипломного проекта – разработка преобразователя интерфейсов UART и ГОСТ18977-79, осуществляющего преобразование информационных потоков в обоих направлениях в режиме реального времени.
Разработке подлежат следующие схемотехнические решения:
приёмо-передатчик UART;
приёмо-передатчик ГОСТ 18977-79;
протокол взаимосвязи управляющего компьютера, или специализированного устройства его заменяющего, с разрабатываемым устройством, поддерживающий:
обмен данными;
конфигурацию приёмо-передатчика ГОСТ 18977-79;
компенсация разности скоростей интерфейсов методом буферизирования.
2Техническое задание
Наименование и область применения
Преобразователь интерфейсов UART(RS-232) – ГОСТ 18977-79.
Заказан заказчиком как независимая единица. На предприятии используется в составе отладочных стендов бортовых комплексов воздушной связи.
Среда разработки
Проект должен быть создан в САПР QUARTUSII v.9.1, на HDL-языке Verilog, верхний уровень описания – графический. Стадии компиляции: анализ и синтез, размещение и разводка, ассемблирование.
Интерфейс взаимодействия с УУ
асинхронный сброс от кнопки;
интерфейс: UART (RS-232);
кол-во разрядов данных: 8;
бит чётности: отсутствует;
кол-во стоповых битов: 1;
частота работы: 115,2 кГц;
назначение сигнальных выводов:
TD – последовательные данные из U-линии в ПИ;
RD – последовательные данные в U-линию из ПИ;
DTR – асинхронный сброс ПИ;
CTS – уведомляет УУ об полном заполнении БЗУ, УУ должен приостановить передачу U-кадров данных;
DSR – уведомляет УУ о наличии А-кадров в БЗУ;
RI – уведомляет УУ о передачи в настоящий момент А-кадра;
DCD – уведомляет УУ о приёме в настоящий момент А-кадра;
RTS – переключение ПИ в режим контроля.
Интерфейс взаимодействия с удалённым оборудованием
Параметры указаны для передатчика и приёмника, если не оговорено особо.
интерфейс: ГОСТ 18977-79;
кол-во каналов: 2 (основной, резервный);
скорость передачи: 48 кГц, 100 кГц;
сигнал кадровой синхронизации (сигнал готовности): присутствует;
размер слова: 8, 16, 32 разряда;
кол-во слов: 1 – 32;
пауза между словами: 4 – 40 тактов;
пауза между установкой сигнала готовности и первым разрядом первого слова (начальная): 4 – 40 тактов;
пауза между последним разрядом последнего слова и снятием сигнала готовности (конечная): 4 – 40 тактов;
пауза между снятием сигнала готовности и установкой следующего сигнала готовности (кадровая): 4 – 40 тактов;
перевод линии в высокоимпедансное состояние – присутствует (передатчик);
искажённый кадр – отбраковывать (приёмник).
Формат кадра приведён на рис. 4.1.
Контроль
Контроль осуществлять путём мультиплексирования выхода резервной линии модуля А-передатчика на вход основной линии модуля А-приёмника.
Сброс
Сброс устройства проводить:
по сигналу DTR;
нажатием кнопки на устройстве.
Требование к U-протоколу взаимодействия ПИ и УУ
U-протокол должен поддерживать:
конфигурирование А-передатчика согласно п. 4.4;
передачу от УУ в ПИ данных, предназначенных для формирования А-кадров передаваемых в А-линию;
передачу от ПИ в УУ данных А-кадра, принятого из А-линии, с уведомлением о количестве слов в этом кадре.
страница 1
скачать
Другие похожие работы: