[发明专利]内嵌微控制器的ARINC659总线控制器

说明书

本发明提供了一种内嵌微控制器的ARINC659总线控制器，包括8051内核、Local_bus主机接口、BIU(Bus Interface Unit，总线接口单元)控制单元、BIU模块、BIU片外表存储器访问接口、MTM(Module Test and Maintenance，模块测试和维护)总线控制模块、通用输入输出接口；芯片中的各个模块通过自定义片内总线互连，组成一个片上系统。本发明可以满足高可靠背板总线ARINC 659的航天应用，并内嵌8051处理器和通用数字接口逻辑，对航天器综合电子系统的实时性、可靠性、集成度的提高具有重要应用价值。

技术领域

本发明涉及航天数字集成技术领域，具体涉及内嵌微控制器的ARINC659总线控制器，尤其涉及一种内嵌微控制器的ARINC 659总线接口芯片。

背景技术

ARINC 659总线具有远高于一般总线的可靠性，以及故障自动隔离的安全性。同时，它通过物理层与数据链路层封装并向高层屏蔽寻址、同步、定界与差错控制等机制，使得后者可以更加专注与通信的有效数据本身，简化了其工作，提高了效率。因此，它可以较好地满足航天器综合电子系统单机对背板总线可靠性、安全性以及大吞吐量通信的需求。也正因为此，其空间应用在国内、外都受到了极大关注。

目前，国际上对ARINC 659总线的工程应用主要集中在航空领域；尽管Honeywell正在推行其成为NASA下一代高可靠分层系统的背板总线，其研究与验证依然是基于COTS器件进行的；ESA对ARINC 659总线在空间飞行器上的使用也处于起步阶段，国内在这方面的研究也仅限于航空领域。因此可以预见，在中短期内还无法有保障地获得宇航级BIU ASIC，只能使用FPGA自主研制接口逻辑加以替代，使得该总线的使用受到一定限制，研制具有自主知识产权的抗辐照BIU成为ARINC659总线航天应用的一项关键技术。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种内嵌微控制器的ARINC659总线控制器。本发明克服了航天应用上ARINC 659总线宇航级产品的缺失的问题，从而提供一种集成ARINC 659总线接口和其他航天通用数字接口并内嵌微控制器的抗辐照SOC芯片。

根据本发明提供的一种内嵌微控制器的ARINC659总线控制器，包括：8051内核、BIU模块、BIU控制单元、BIU片外表存储器访问接口、Local_bus总线接口、MTM总线控制模块、通用输入输出接口；

所述8051内核、BIU控制单元、BIU片外表存储器访问接口、Local_bus总线接口、MTM总线控制模块、通用输入输出接口连接到片内总线上，实现各模块互连；

所述BIU控制单元与BIU模块连接，BIU模块连接到片外的ARINC 659总线。

优选地，BIU模块用于负责和ARINC 659总线相关的编解码、TDPA算法的执行，接收数据的检查任务；8051内核用于负责控制BIU模块的行为，管理BIU模块的反馈信息。

优选地，所述内嵌微控制器的ARINC659总线控制器中的所有模块都工作在60MHz时钟下，所述内嵌微控制器的ARINC659总线控制器采用全同步设计，只有一个时钟域，所述BIU模块中的总线收发接口在接收时采用120MHz时钟对信号进行采样。

优选地，所述BIU控制单元，用于根据片内总线接口协议，实现BIU模块与8051内核、Local_bus总线接口模块的互连；

所述BIU片外表存储器访问接口，用于根据不同片外表存储器的读写时序，提供一个通用的存储器访问接口；

所述Local_bus总线接口，用于根据Local_bus总线读写时序，提供片外Host对片内资源的访问通道；

所述MTM总线控制模块，用于根据MTM总线读写时序，作为测试和维护总线接口；