[实用新型]一种基于PCI接口的SpaceWire总线节点通讯模块

说明书

技术领域

本实用新型特别涉及一种基于PCI接口的SpaceWire总线节点通讯模块。

背景技术

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IEEE1355-1995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，PCI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PCI总线接口，PCI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PCI接口还有完全支持热插拔的特性。因此，将PCI技术和SpaceWire总线技术应用到航电星载设备中，设计一种基于PCI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。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供基于PCI接口的SpaceWire总线节点通讯模块，其基于PCI接口，体积相对较小，兼容PCI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(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。本实用新型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，本实用新型采用以下技术方案：

PCI接口模块，其包括与工控机主板PCI槽连接的PCI接口，用于实现设与工控机的检测软件与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PCI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。

PCI通讯模块包括相互连接的PCI接口和PCI接口桥接芯片，所述PCI桥接芯片与FPGA连接，PCI接口用于与工控机连接。

PCI桥接芯片采用PCI9056接口芯片。

FPGA型号为EP3C55F484I7N。