可互換實現網絡控制器與網絡終端功能的fc-ae-1553總線節點卡的制作方法
【專利摘要】可互換實現網絡控制器與網絡終端功能的FC-AE-1553總線節點卡，屬于高速總線互聯【技術領域】。本發明是為了解決現有FC-AE-1553總線節點卡需要分別設置以實現網絡控制器NC或網絡終端NT功能，存在配置復雜及功能單一的問題。它主要由FC-AE協議處理單元以及應用設備接口單元構成，它在一塊FC-AE-1553總線節點卡上通過選擇不同的配置實現兩套FC-AE-1553總線節點的功能，即本FC-AE-1553總線節點卡兼有FC-AE-1553網絡NC與NT的功能，既可以作為基于PCIE接口的FC-AE-1553總線節點與上位機通信，又可以作為基于嵌入式FC-AE-1553總線節點連接外設。本發明為一種能夠實現兩套節點卡功能的節點卡。
【專利說明】可互換實現網絡控制器與網絡終端功能的FC-AE-1553總線節點卡
【技術領域】
[0001]本發明涉及可互換實現網絡控制器與網絡終端功能的FC-AE-1553總線節點卡，屬于高速總線互聯【技術領域】。
【背景技術】
[0002]隨著電子技術的迅猛發展，航空航天系統設備對于電子系統的要求也在逐步提升。原有的MIL-STD-1553B軍用總線標準已經不能滿足需求。FC-AE-1553總線由于既能兼容原有的MIL-STD-1553B總線設備，又融合了光纖通道技術極高的網絡性能，而逐漸成為新一代航電總線標準。隨著對FC-AE-1553技術的深入研究，FC-AE-1553設備大量涌現，FC-AE-1553總線節點卡正是基于這樣的背景出現。
[0003]FC-AE-1553總線節點卡是基于FC-AE-1553總線協議制定的，FC-AE-1553總線協議以光纖通道為基礎，呈現一種分層結構，如圖3所示:FC-AE-1553總線協議的底層協議是光纖通道協議。邏輯上，光纖通道協議由一系列分層功能組成，各層之間的接口已定義。類似于OSI的七層模型和TCP/IP的四層結構模型，FC協議具有五層模型結構。FC-O為接口與媒體層，用來定義物理鏈路及特性；FC-1為傳輸協議層，定義了編碼/解碼方案、字節同步和有序集；FC-2為鏈路控制層，定義了傳送成塊數據的規則和機制；FC-3為通用服務層；FC-4為協議映射層，定義高層協議映射到低層協議的方法。對于FC-AE-1553總線來說，FC-AE-1553為高層映射協議。FC-AE-1553總線節點卡的設計主要是從光纖通道的分層結構開始，針對FC-AE-1553協議的特點，將最終設計的光纖通道接口從FC-2層開始映射到FC-AE-1553總線上，最終實現將FC協議和1553B總線技術相融合，完成FC-AE-1553總線節點卡的設計。
[0004]FC-AE-1553總線節點卡主要實現FC_AE_1553總線網絡中光纖總線與應用設備之間的數據連接，以滿足多個應用設備之間可以應用高速的FC-AE光纖網絡以高可靠的FC-AE協議來進行數據傳輸。
[0005]FC-AE-1553總線網絡中有兩種節點:網絡控制器NC與網絡終端NT。NC作為網絡控制器，是數據交換的發起者；NT為網絡中的NT，是數據交換命令的響應者。FC-AE-1553總線網絡中的任何一個節點都既可以作為NC又可以作為NT，NC與NT的角色是可以相互轉換的。NC與上位機相連，通過上位機操作界面實現人機交互，因此FC-AE-1553總線節點卡需具備與上位機通信的功能。作為NT時，FC-AE-1553總線節點卡與外設連接，應當具備與外設數據通信的功能，現有FC-AE-1553總線節點卡在實現網絡控制器NC與網絡終端NT時，需要分別配置不同的FC-AE-1553總線節點卡以分別實現網絡控制器NC或網絡終端NT功能，存在配置復雜、功能單一的缺陷。
【發明內容】
[0006]本發明目的是為了解決現有FC-AE-1553總線節點卡需要分別設置以實現網絡控制器NC或網絡終端NT功能，存在配置復雜及功能單一的問題，提供了一種可互換實現網絡控制器與網絡終端功能的FC-AE-1553總線節點卡。
[0007]本發明所述可互換實現網絡控制器與網絡終端功能的FC-AE-1553總線節點卡，它包括FC-AE協議處理單元、PCIE接口、RS422接口、光纖接口和電源接口，
[0008]FC-AE協議處理單元包括主控制器、邏輯控制器、光纖通訊模塊和存儲空間擴展模塊，
[0009]電源接口為主控制器、邏輯控制器和光纖通訊模塊提供供電的接口，光纖通訊模塊與邏輯控制器和光纖接口連接，邏輯控制器還與PCIE接口、RS422接口、主控制器和存儲空間擴展模塊連接；
[0010]主控制器用于將FC-AE-1553總線協議底層的光纖通道協議映射到FC-AE-1553總線協議，形成FC-AE-1553標準協議幀，同時定義FC-AE-1553標準協議幀的傳輸格式并控制FC-AE-1553總線網絡中的數據交換；
[0011]邏輯控制器用于將FC-AE-1553總線協議的光纖通道協議的FC-2層邏輯與FC-4層上層協議映射到邏輯接口，并實現與主控制器相連的局部總線的分配與調度；
[0012]光纖通訊模塊用于實現FC-AE-1553總線協議的光纖通道協議的FC-O層所描述的物理接口，完成光電信號的相互轉換；
[0013]存儲空間擴展模塊作為邏輯控制器存儲區的擴展，用于緩存數據與程序；
[0014]光纖接口用于實現光纖通訊模塊與光纖的連接，PCIE接口和RS422接口均為應用層接口 ；
[0015]當所述總線節點卡作為網絡控制器NC，邏輯控制器通過PCIE接口與上位機連接，進行數據傳輸，實現上位機的遠程監控；
[0016]當所述總線節點卡作為網絡終端NT，邏輯控制器通過RS422接口與外設連接，進行數據傳輸，實現與外設的數據交換；
[0017]所述總線節點卡作為網絡控制器NC或網絡終端NT的數據傳輸過程均包括:將用戶傳過來的數據打包成FC-AE-1553兼容的數據包，然后通過與光纖通訊模塊相連接的光纖接口發送出去；將光纖通訊模塊收到的數據按照相應協議解碼后轉換為FC-AE-1553格式的數據幀，將幀數據層層剝離，提取有效數據信息后傳送給應用外設。
[0018]所述總線節點卡作為網絡控制器NC，邏輯控制器通過PCIE接口與上位機連接，進行數據傳輸的具體過程為:
[0019]所述數據傳輸包括數據發送與數據接收:
[0020]數據發送的具體過程為:控制數據、命令數據、故障診斷數據經由PCIE接口傳送到邏輯控制器，經由邏輯控制器傳輸給主控制器，在主控制器內打包成標準FC-AE-1553數據包，再將標準FC-AE-1553數據包傳送回邏輯控制器，邏輯控制器對接收的標準FC-AE-1553數據包進行光纖通道協議處理，將處理后的數據經光纖通訊模塊轉換成光信號后，經由光纖接口傳送到光纖中；
[0021]數據接收的具體過程為:光信號經由光纖接口傳送到光纖通訊模塊，光纖通訊模塊將光信號轉換成數字電信號，數字電信號在邏輯控制器中經過光纖通道邏輯解碼成標準鏈路層塊數據，然后在主控制器中解碼成標準FC-AE-1553數據包，主控制器在FC-AE-1553數據包中提取有效數據信息并再次傳送給邏輯控制器，最后由邏輯控制器經PCIE接口傳送給上位機。
[0022]所述總線節點卡作為網絡終端NT，邏輯控制器通過RS422接口與外設連接，進行數據傳輸的具體過程為:
[0023]所述數據傳輸包括數據發送與數據接收:
[0024]數據發送的具體過程為:應用外設的數據經由RS422接口傳輸到邏輯控制器，經由邏輯控制器傳輸給主控制器，在主控制器內打包成標準FC-AE-1553數據包，再將標準FC-AE-1553數據包傳送回邏輯控制器，邏輯控制器對接收的標準FC-AE-1553數據包進行光纖通道協議處理，將處理后的數據經光纖通訊模塊轉換成光信號后，經由光纖接口傳送到光纖中；
[0025]數據接收的具體過程為:光信號經由光纖接口傳送到光纖通訊模塊，光纖通訊模塊將光信號轉換成數字電信號，數字電信號在邏輯控制器中經過光纖通道邏輯解碼成標準鏈路層塊數據，然后在主控制器中解碼成標準FC-AE-1553數據包，主控制器在FC-AE-1553數據包中提取有效數據信息并再次傳送給邏輯控制器，最后由邏輯控制器經RS422接口傳送給應用外設。
[0026]本發明的優點:本發明所述FC-AE-1553總線節點卡主要由FC-AE協議處理單元以及應用設備接口單元構成。本發明能夠在一塊FC-AE-1553總線節點卡上通過選擇不同的配置實現兩套FC-AE-1553總線節點的功能，即本FC-AE-1553總線節點卡兼有FC-AE-1553網絡NC與NT的功能，既可以作為基于PCIE接口的FC-AE-1553總線節點與上位機通信，又可以作為基于嵌入式FC-AE-1553總線節點連接外設，滿足了工程領域對FC-AE-1553總線節點設備的熱切需求。適用于高速總線互聯及BIT【技術領域】。
[0027]本發明當作為基于PCIE接口的FC-AE-1553總線節點時，可控制并監測FC-AE總線網絡中各節點的工作，完成與各總線節點的數據通信，并通過上位機實現各總線節點的上電自檢、周期自檢和故障診斷等測試功能，通過總線節點實現通用測量設備的參數配置、數據注入等功能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]圖1是本發明所述FC-AE-1553總線節點卡的原理框圖；
[0029]圖2是本發明【具體實施方式】五的邏輯框圖；
[0030]圖3是FC-AE-1553總線協議的分層結構示意圖。
【具體實施方式】
[0031]【具體實施方式】一:下面結合圖1說明本實施方式，本實施方式所述可互換實現網絡控制器與網絡終端功能的FC-AE-1553總線節點卡，它包括FC-AE協議處理單元1、PCIE接口 2、RS422接口 3、光纖接口 4和電源接口 5，
[0032]FC-AE協議處理單元I包括主控制器1_1、邏輯控制器1_2、光纖通訊模塊1_3和存儲空間擴展模塊1-4，
[0033]電源接口 5為主控制器1-1、邏輯控制器1-2和光纖通訊模塊1-3提供供電的接口，光纖通訊模塊1-3與邏輯控制器1-2和光纖接口 4連接，邏輯控制器1-2還與PCIE接口 2、RS422接口 3、主控制器1-1和存儲空間擴展模塊1_4連接；[0034]主控制器1-1用于將FC-AE-1553總線協議底層的光纖通道協議映射到FC-AE-1553總線協議，形成FC-AE-1553標準協議幀，同時定義FC-AE-1553標準協議幀的傳輸格式并控制FC-AE-1553總線網絡中的數據交換；
[0035]邏輯控制器1-2用于將FC-AE-1553總線協議的光纖通道協議的FC_2層邏輯與FC-4層上層協議映射到邏輯接口，并實現與主控制器1-1相連的局部總線的分配與調度；
[0036]光纖通訊模塊1-3用于實現FC-AE-1553總線協議的光纖通道協議的FC-O層所描述的物理接口，完成光電信號的相互轉換；
[0037]存儲空間擴展模塊1-4作為邏輯控制器1-2存儲區的擴展，用于緩存數據與程序;
[0038]光纖接口 4用于實現光纖通訊模塊1-3與光纖的連接，PCIE接口 2和RS422接口3均為應用層接口；
[0039]當所述總線節點卡作為網絡控制器NC，邏輯控制器1-2通過PCIE接口 2與上位機連接，進行數據傳輸，實現上位機的遠程監控；
[0040]當所述總線節點卡作為網絡終端NT，邏輯控制器1-2通過RS422接口 3與外設連接，進行數據傳輸，實現與外設的數據交換；
[0041]所述總線節點卡作為網絡控制器NC或網絡終端NT的數據傳輸過程均包括:將用戶傳過來的數據打包成FC-AE-1553兼容的數據包，然后通過與光纖通訊模塊1_3相連接的光纖接口 4發送出去；將光纖通訊模塊1-3收到的數據按照相應協議解碼后轉換為FC-AE-1553格式的數據幀，將幀數據層層剝離，提取有效數據信息后傳送給應用外設。
[0042]本實施方式中FC-AE協議處理單元I主要實現光電轉換、并將光纖數據與用戶數據相互轉換。光纖接口 4主要包括光纖連接器以及光纖屏蔽罩等。邏輯控制器1-2是總線節點卡的核心邏輯器件，主控制器1-1用于實現FC-AE-1553總線節點卡的核心功能。
[0043]【具體實施方式】二:下面結合圖1說明本實施方式，本實施方式對實施方式一作進一步說明，本實施方式所述總線節點卡作為網絡控制器NC，邏輯控制器1-2通過PCIE接口2與上位機連接，進行數據傳輸的具體過程為:
[0044]所述數據傳輸包括數據發送與數據接收:
[0045]數據發送的具體過程為:控制數據、命令數據、故障診斷數據經由PCIE接口 2傳送到邏輯控制器1-2，經由邏輯控制器1-2傳輸給主控制器1-1，在主控制器1-1內打包成標準FC-AE-1553數據包，再將標準FC-AE-1553數據包傳送回邏輯控制器1_2，邏輯控制器1-2對接收的標準FC-AE-1553數據包進行光纖通道協議處理，將處理后的數據經光纖通訊模塊1-3轉換成光信號后，經由光纖接口 4傳送到光纖中；
[0046]數據接收的具體過程為:光信號經由光纖接口 4傳送到光纖通訊模塊1-3，光纖通訊模塊1-3將光信號轉換成數字電信號，數字電信號在邏輯控制器1-2中經過光纖通道邏輯解碼成標準鏈路層塊數據，然后在主控制器1-1中解碼成標準FC-AE-1553數據包，主控制器1-1在FC-AE-1553數據包中提取有效數據信息并再次傳送給邏輯控制器1_2，最后由邏輯控制器1-2經PCIE接口 2傳送給上位機。
[0047]【具體實施方式】三:下面結合圖1說明本實施方式，本實施方式對實施方式一或二作進一步說明，本實施方式所述總線節點卡作為網絡終端NT，邏輯控制器1-2通過RS422接口 3與外設連接，進行數據傳輸的具體過程為:[0048]所述數據傳輸包括數據發送與數據接收:
[0049]數據發送的具體過程為:應用外設的數據經由RS422接口 3傳輸到邏輯控制器1-2，經由邏輯控制器1-2傳輸給主控制器1-1，在主控制器1-1內打包成標準FC-AE-1553數據包，再將標準FC-AE-1553數據包傳送回邏輯控制器1-2，邏輯控制器1-2對接收的標準FC-AE-1553數據包進行光纖通道協議處理，將處理后的數據經光纖通訊模塊1_3轉換成光信號后，經由光纖接口 4傳送到光纖中；
[0050]數據接收的具體過程為:光信號經由光纖接口 4傳送到光纖通訊模塊1-3，光纖通訊模塊1-3將光信號轉換成數字電信號，數字電信號在邏輯控制器1-2中經過光纖通道邏輯解碼成標準鏈路層塊數據，然后在主控制器1-1中解碼成標準FC-AE-1553數據包，主控制器1-1在FC-AE-1553數據包中提取有效數據信息并再次傳送給邏輯控制器1_2，最后由邏輯控制器1-2經RS422接口 3傳送給應用外設。
[0051]【具體實施方式】四:下面結合圖1說明本實施方式，本實施方式對實施方式一、二或三作進一步說明，本實施方式所述邏輯控制器1-2采用可編程邏輯控制器FPGA實現，其型號為 XC6VLX240T-1FFG1156。
[0052]所述可編程邏輯控制器FPGA采用Xilinx Virtex-6芯片實現。
[0053]【具體實施方式】五:下面結合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式對實施方式一、二、三或四作進一步說明，本實施方式所述主控制器1-1包括DSP數字信號處理器1-11、SDRAM1-12 和 FLASH1-13 ；
[0054]邏輯控制器1-2包括光纖協議收發邏輯1-21、緩沖區控制邏輯1_22、PCIE接口邏輯1-23、共享存儲器接口邏輯1-24、局部總線1-25、局部總線接口邏輯1_26和兩個422總線控制邏輯1-27 ；
[0055]光纖通訊模塊1-3具有四個通道，采用四塊相同的光收發一體模塊SFP實現；
[0056]存儲空間擴展模塊1-4 包括 DDR SDRAM1-41 和 Platform FLASH1-42 ；
[0057]RS422接口 3具有兩個通道，每個通道包括422接口 3_1和電平轉換芯片3_2 ；
[0058]光纖協議收發邏輯1-21具有四路相同的光纖通道，每一路光纖通道對應連接一塊光收發一體模塊SFP，四路相同的光纖通道均連接局部總線1-25，局部總線1-25還連接緩沖區控制邏輯1-22、共享存儲器接口邏輯1-24、局部總線接口邏輯1-26和兩個422總線控制邏輯1-27 ；
[0059]緩沖區控制邏輯1-22 分別連接 DDR SDRAM1-41 和 Platform FLASH1-42 ；
[0060]共享存儲器接口邏輯1-24連接PCIE接口邏輯1_23，PCIE接口邏輯1_23連接PCIE接口 2 ；
[0061 ] 局部總線接口邏輯1-26連接DSP數字信號處理器1_11，DSP數字信號處理器1_11分別連接 SDRAM1-12 和 FLASH1-13 ；
[0062]每個422總線控制邏輯1-27對應連接一個電平轉換芯片3_2，電平轉換芯片3_2對應連接一個422接口 3-1 ；
[0063]PCIE接口邏輯1-23用于實現PCIE接口 2與共享存儲器接口邏輯1_24的連接，共享存儲器接口邏輯1-24用于將PCIE接口 2轉換為統一的存儲器訪問接口掛載到局部總線1-25 上；
[0064]422總線控制邏輯1-27用于將RS422接口 3掛載到局部總線1_25上；[0065]緩沖區控制邏輯1-22用于將DDR SDRAM1-41和Platform FLASH1-42掛載到局部總線1-25上，
[0066]光纖協議收發邏輯1-21用于實現光纖收發協議的FC-2與FC_4層，實現鏈路層數據幀格式的轉換，定義鏈路層數據傳輸機制，實現CRC校驗，數據流量控制，同時定義將光纖通道數據映射到FC-AE-1553協議的接口，并將光纖通道數據送入到局部總線1_25 ；
[0067]局部總線接口邏輯1-26實現DSP數字信號處理器1_11與局部總線1_25的連接；
[0068]SDRAM1-12用于實現DSP數字信號處理器1_11的數據緩存；FLASH1_13用來存儲DSP數字信號處理器1-11的片內程序，以保證加載到片內的程序掉電不丟失；
[0069]DDR SDRAM1-41用來實現邏輯控制器1-2的數據緩存；Platform FLASH1-42用來存儲邏輯控制器1-2的片內程序，以保證加載到片內的程序掉電不丟失。
[0070]本實施方式中，SDRAM1-12為同步動態隨機存儲器，FLASH1-13為閃存，DDRSDRAM1-41為雙倍速率同步動態存儲器，Platform FLASH1-42為可配置存儲器。DDRSDRAM1-41 的型號為 DDR3S0DIMM，由 JEDEC 公司生產。Platform FLASH1-42 的型號為XCF128X,由XILINX公司生產。
[0071]光收發一體模塊SFP采用華為公司的型號為SFP (22)-LX-SM的芯片實現。光收發一體模塊SFP通過光纖連接器連接在總線節點卡上，通過自帶光纖收發通道插槽插接接入光纖。
[0072]DSP數字信號處理器1-11的型號為TMS320DM642，由TI公司生產；SDRAM1_12的型號為 IS42S32400,由 ISSI 公司生產;FLASH1_13 的型號為 S29GL512P90TF101,由 SPANS ION公司生產。
[0073]PCIE接口邏輯1-23在FPGA內通過調用Xilinx Virtex-6自帶的八通道PCIE接口 2端點IP核實現，并通過PCIE接口 2板卡上的金手指與上位機主板的PCIE插槽連接。RS422接口 3采用2通道設計，波特率可定制，主要包括422接口 3_1和電平轉換芯片3_2，RS422接口 3通過FPGA內部的422總線控制邏輯1_27與邏輯控制器1_2相連。電平轉換芯片3-2的型號為MAX488ESA，由MAXM公司生產。
[0074]局部總線1-25是邏輯控制器1-2的數據傳輸樞紐，它通過中斷仲裁總線使用權。
[0075]本實施方式中，當FC-AE-1553總線節點卡作為網絡控制器NC時，數據傳輸過程如下:
[0076]以接收通道為例:光纖中的光信號經光收發一體模塊SFP進行光電轉換成數字電信號后，送入光纖協議收發邏輯1-21的四個光纖通道，在光纖協議收發邏輯1-21中解碼成鏈路層光纖數據幀并通過FC-4層映射邏輯接口送入局部總線1-25，局部總線1-25中斷控制將數據送入到DSP數字信號處理器1-11中解碼成標準FC-AE-1553數據包，并提取有效數據。最后將有效數據經局部總線1-25送入到共享存儲器接口邏輯1-24，最終傳入上位機，上位機接收數據，執行總線節點的上電自檢、周期自檢和故障診斷等測試等操作。數據發送過程與接收通道的接收過程相反。
[0077]當FC-AE-1553總線節點卡作為網絡終端NT時，數據傳輸過程如下:
[0078]以發送通道為例:外設數據經422接口 3-1、電平轉換芯片3_2和422總線控制邏輯1-27送入局部總線1-25，局部總線1-25中斷控制將數據送入到DSP數字信號處理器1-11中封裝成標準FC-AE-1553數據包，再經局部總線1_25傳送給光纖協議收發邏輯1-21，在光纖協議收發邏輯1-21中轉換成光纖數據幀并將其送入到光纖通訊模塊1-3，轉換成光信號送入光纖中。其數據接收過程與發送通道的發送過程相反。
【權利要求】
1.一種可互換實現網絡控制器與網絡終端功能的FC-AE-1553總線節點卡，其特征在于，它包括FC-AE協議處理單元(I)、PCIE接口(2)、RS422接口(3)、光纖接口(4)和電源接口(5)， FC-AE協議處理單元(I)包括主控制器(1-1)、邏輯控制器(1-2)、光纖通訊模塊(1-3)和存儲空間擴展模塊(1-4)， 電源接口(5)為主控制器(1-1)、邏輯控制器(1-2)和光纖通訊模塊(1-3)提供供電的接口，光纖通訊模塊(1-3)與邏輯控制器(1-2)和光纖接口(4)連接，邏輯控制器(1-2)還與PCIE接口(2)、RS422接口(3)、主控制器(1-1)和存儲空間擴展模塊(1-4)連接； 主控制器(1-1)用于將FC-AE-1553總線協議底層的光纖通道協議映射到FC-AE-1553總線協議，形成FC-AE-1553標準協議幀，同時定義FC-AE-1553標準協議幀的傳輸格式并控制FC-AE-1553總線網絡中的數據交換； 邏輯控制器(1-2)用于將FC-AE-1553總線協議的光纖通道協議的FC-2層邏輯與FC-4層上層協議映射到邏輯接口，并實現與主控制器(1-1)相連的局部總線的分配與調度；光纖通訊模塊(1-3)用于實現FC-AE-1553總線協議的光纖通道協議的FC-O層所描述的物理接口，完成光電信號的相互轉換； 存儲空間擴展模塊(1-4)作為邏輯控制器(1-2)存儲區的擴展，用于緩存數據與程序; 光纖接口(4)用于實現光纖通訊模塊(1-3)與光纖的連接，PCIE接口(2)和RS422接口(3)均為應用層接口 ； 當所述總線節點卡作為網絡控制器NC，邏輯控制器(1-2)通過PCIE接口(2)與上位機連接，進行數據傳輸，實現上位機的遠程監控； 當所述總線節點卡作為網絡終端NT，邏輯控制器(1-2)通過RS422接口(3)與外設連接，進行數據傳輸，實現與外設的數據交換； 所述總線節點卡作為網絡控制器NC或網絡終端NT的數據傳輸過程均包括:將用戶傳過來的數據打包成FC-AE-1553兼容的數據包，然后通過與光纖通訊模塊(1_3)相連接的光纖接口(4)發送出去；將光纖通訊模塊(1-3)收到的數據按照相應協議解碼后轉換為FC-AE-1553格式的數據幀，將幀數據層層剝離，提取有效數據信息后傳送給應用外設。
2.根據權利要求1所述的可互換實現網絡控制器與網絡終端功能的FC-AE-1553總線節點卡，其特征在于，所述總線節點卡作為網絡控制器NC，邏輯控制器(1-2)通過PCIE接口(2)與上位機連接，進行數據傳輸的具體過程為: 所述數據傳輸包括數據發送與數據接收: 數據發送的具體過程為:控制數據、命令數據、故障診斷數據經由PCIE接口(2)傳送到邏輯控制器(1-2)，經由邏輯控制器(1-2)傳輸給主控制器(1-1)，在主控制器(1-1)內打包成標準FC-AE-1553數據包，再將標準FC-AE-1553數據包傳送回邏輯控制器(1_2)，邏輯控制器(1-2)對接收的標準FC-AE-1553數據包進行光纖通道協議處理，將處理后的數據經光纖通訊模塊(1-3)轉換成光信號后，經由光纖接口(4)傳送到光纖中； 數據接收的具體過程為:光信號經由光纖接口(4)傳送到光纖通訊模塊(1-3)，光纖通訊模塊(1-3)將光信號轉換成數字電信號，數字電信號在邏輯控制器(1-2)中經過光纖通道邏輯解碼成標準鏈路層塊數據，然后在主控制器(1-1)中解碼成標準FC-AE-1553數據包，主控制器(1-1)在FC-AE-1553數據包中提取有效數據信息并再次傳送給邏輯控制器(1-2)，最后由邏輯控制器(1-2)經PCIE接口(2)傳送給上位機。
3.根據權利要求1或2所述的可互換實現網絡控制器與網絡終端功能的FC-AE-1553總線節點卡，其特征在于，所述總線節點卡作為網絡終端NT，邏輯控制器(1-2)通過RS422接口(3)與外設連接，進行數據傳輸的具體過程為: 所述數據傳輸包括數據發送與數據接收: 數據發送的具體過程為:應用外設的數據經由RS422接口(3)傳輸到邏輯控制器(1-2)，經由邏輯控制器(1-2)傳輸給主控制器(1-1)，在主控制器(1-1)內打包成標準FC-AE-1553數據包，再將標準FC-AE-1553數據包傳送回邏輯控制器(1_2)，邏輯控制器(1-2)對接收的標準FC-AE-1553數據包進行光纖通道協議處理，將處理后的數據經光纖通訊模塊(1-3)轉換成光信號后，經由光纖接口(4)傳送到光纖中； 數據接收的具體過程為:光信號經由光纖接口(4)傳送到光纖通訊模塊(1-3)，光纖通訊模塊(1-3)將光信號轉換成數字電信號，數字電信號在邏輯控制器(1-2)中經過光纖通道邏輯解碼成標準鏈路層塊數據，然后在主控制器(1-1)中解碼成標準FC-AE-1553數據包，主控制器(1-1)在FC-AE-1553數據包中提取有效數據信息并再次傳送給邏輯控制器(1-2)，最后由邏輯控制器(1-2)經RS422接口(3)傳送給應用外設。
4.根據權利要求3所述的可互換實現網絡控制器與網絡終端功能的FC-AE-1553總線節點卡，其特征在于，所述邏輯控制器(1-2)采用可編程邏輯控制器FPGA實現，其型號為XC6VLX240T-1FFG1156。
5.根據權利要求4所述的可互換實現網絡控制器與網絡終端功能的FC-AE-1553總線節點卡，其特征在于， 主控制器(1-1)包括 DSP 數字信號處理器(1-11)、SDRAM (1-12) FLASH (1-13)；邏輯控制器(1-2)包括光纖協議收發邏輯(1-21)、緩沖區控制邏輯(1_22)、PCIE接口邏輯(1-23)、共享存儲器接口邏輯(1-24)、局部總線(1-25)、局部總線接口邏輯(1-26)和兩個422總線控制邏輯(1-27)； 光纖通訊模塊(1-3)具有四個通道，采用四塊相同的光收發一體模塊SFP實現； 存儲空間擴展模塊(1-4)包括 DDR SDRAM(1-41)和 Platform FLASH(1-42)；RS422接口(3)具有兩個通道，每個通道包括422接口(3_1)和電平轉換芯片(3_2)；光纖協議收發邏輯(1-21)具有四路相同的光纖通道，每一路光纖通道對應連接一塊光收發一體模塊SFP，四路相同的光纖通道均連接局部總線(1-25)，局部總線(1-25)還連接緩沖區控制邏輯(1-22)、共享存儲器接口邏輯(1-24)、局部總線接口邏輯(1-26)和兩個422總線控制邏輯(1-27)； 緩沖區控制邏輯(1-22)分別連接 DDR SDRAM(1-41)和 Platform FLASH(1-42)；共享存儲器接口邏輯(1-24)連接PCIE接口邏輯(1-23)，PCIE接口邏輯(1-23)連接PCIE 接口 (2)； 局部總線接口邏輯(1-26)連接DSP數字信號處理器(1-11)，DSP數字信號處理器(1-11)分別連接 SDRAM (1-12) FLASH (1-13)； 每個422總線控制邏輯(1-27)對應連接一個電平轉換芯片(3-2)，電平轉換芯片(3-2)對應連接一個422接口(3-1)；PCIE接口邏輯(1-23)用于實現PCIE接口(2)與共享存儲器接口邏輯(1_24)的連接，共享存儲器接口邏輯(1-24)用于將PCIE接口(2)轉換為統一的存儲器訪問接口掛載到局部總線(1-25)上； 。422總線控制邏輯(1-27)用于將RS422接口(3)掛載到局部總線(1_25)上； 緩沖區控制邏輯(1-22)用于將DDR SDRAM(1-41)和Platform FLASH(1-42)掛載到局部總線(1-25)上， 光纖協議收發邏輯(1-21)用于完成光纖通道協議的FC-2數據鏈路層與FC-4協議映射層，實現鏈路層數據幀格式的轉換，定義鏈路層數據傳輸機制，實現CRC校驗，數據流量控制，同時定義將光纖通道數據映射到FC-AE-1553協議的接口，并將光纖通道數據送入到局部總線(1-25)； 局部總線接口邏輯(1-26)實現DSP數字信號處理器(1-11)與局部總線(1-25)的連接； SDRAM(1-12)用于實現DSP數字信號處理器(1_11)的數據緩存；FLASH(1_13)用來存儲DSP數字信號處理器(1-11)的片內程序，以保證加載到片內的程序掉電不丟失； DDR SDRAM(1-41)用來實現邏輯控制器(1-2)的數據緩存；Platform FLASH(1-42)用來存儲邏輯控制器(1-2)的片內程序，以保證加載到片內的程序掉電不丟失。
【文檔編號】H04B10/25GK103905281SQ201410177844
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月29日 優先權日:2014年4月29日
【發明者】王彬彬, 魯恩萌, 王強, 杜玲, 廖小海, 尹孟征, 洪學寰, 劉義鵬 申請人:哈爾濱工業大學