基于DSP的1553B终端设计

摘要 介绍了MIL-STD-1553B总线的完备接口芯片BU-61580的特点和工作原理。以16位缓冲器方式接口为例，叙述了利用BU-61580设计基于DSP的1553B终端的方法，最后，通过例子具体分析了BC、RT工作模式下软件的初始化过程及工作流程。实验验证了文中方法功能强大、应用较复杂，为1553B总线传输接口的设计提供了丰富的资源。

MIL-STD-1553B总线是美国国防部制定的一种具有可确定性且传输可靠的数据总线，其采用Manchestcr编码，通信介质为两根导线绞合的屏蔽护套电缆，现广泛用于航空电子综合化系统中。DDC的BU-61580协议芯片为处理器和MIL-STD-1553B总线之间提供了一个完善的集成环境。本文选用该芯片，探讨了基于DSP的1553B终端软硬件设计要点。

1 BU-61580芯片的结构和特点

图1为BU-61580芯片的内部结构框图。其内部功能强大、接口灵活，有各种封装和供电电压可供选择，是1553B总线常用的接口芯片。

2 基于DSP的1553B终端设计

MIL-STD-1553B总线可以挂接总线控制器(BC)、远程终端(RT)和监控器终端(MT)3种终端设备。BU-61580为DSP和MIL-STD-1553B总线之

间提供一个全面、灵活的接口，分别实现BC\RT\MT的功能。

2.1 BU-61580硬件接口设计

在设计BU-61580与DSP接口时，应根据DSP是否具有握手应答输入READY信号选择非零等待和等待方式。所谓非零等待指将BU-61580的输入信号ZERO-WAIT置为逻辑1，此时BU-61580可以与具有一个用握手应答形式来调节硬件控制的等待状态的DSP接口。目前大多数DSP具有握手应答输入信号。

所谓零等待方式指将BU-61580的输入信号ZERO-WAIT置为逻辑0，使BU-61580与没有握手应答输入信号的DSP接口。在该系统配置中，DSP完成到BU-61580内部RAM或寄存器的访问之前清除它的选通输出。

BU-61580与DSP以及外部DSP的接口形式灵活，共有6种结构形式：16位缓冲器方式、16位透明方式、使用双口RAM的16位透明方式、16位直接存储存取方式、带扩展逻辑的16位DMA方式、8位缓冲器方式。其中，16位缓冲器方式是最常用的接口形式，在此形式下，BU-61580内部的地址/数据缓冲器为其与DSP的地址数据总线之间提供了一个必要的隔离。1553共享RAM地址空间限制在BU-61580的内部4 kB RAM范围内。在一般应用中，BU-61580内部4 kB RAM足够使用。

BU-61580与1553B总线有两种连接方式：直接耦合和变压器耦合。两种耦合形式都需要一个隔离电阻，串接在1553B总线的每根线上，以便总线不受变压器、短截线或终端元件短路的影响。

图2为以TMS320F2407为例，BU-61580典型的16位缓冲器方式电路应用框图，采用直接耦合方式。

作为RT使用时，RTAD0-RTAD4远程终端地址线连接相应设定的地址值，RTADP与RTAD0-RTAD4一起构成奇校验。作为BC\MT时，RTAD0-RTAD4、RTADP可不连接。为防止DSP访问冲突，将DSP的地址总线A12～A15通过逻辑控制电路与BU-61580的选通信号、存储器/寄存器选择信号相连。

2.2 BU-61580软件设计

BU-61580芯片通过程序设置区分BC、RT和MT工作模式。其软件设计较为复杂，下面以BC、RT模式为例，说明其软件设计过程。

2.2.1 BU-61580初始化设置

在BC工作模式下，BU-61580初始化的基本步骤如下。

(1)BU-61580内部4 kB的RAM空间清0。

(2)向启动/复位寄存器写入0x05，对BU-61580进行中断、软件复位。

(3)若需使能增强方式，对配置寄存器#3写入0x8000。

(4)根据需要设置中断屏蔽寄存器，一般设为0x0009，使能BC帧结束、消息结束中断。

(5)通过配置寄存器#1设置当前工作区B/A，是否帧自动重复，触发使能模式，是否重试，重试次数等。

(6)通过配置寄存器件2设置中断触发方式，时间标志分辨率。

(7)通过配置寄存器烘设置消息重试方式。

(8)时间标志寄存器清0。

(9)若使用帧自动重复方式，则需设置帧时间寄存器，用于确定BC帧间隔时间。

(10)初始化消息块。对于BC到RT传输的消息，将其控制字、命令字及待发送的数据块写入事先设定好的消息块地址，对于RT到BC传输的消息，将其控制字、命令字写入事先设定好的消息块地址。

(11)初始化堆栈指针和消息计数器，消息计数器中所设置为0xffff-将要传输消息个数。若使用帧自动重复方式，还需设置初始堆栈指针和初始消息计数器。

(12)启动BC工作，若配置寄存器#1外部触发使能有效，则在EXT-TGIG输入管脚输送一个上升沿启动BC帧传输，若配置寄存器#1内部触发使能有效，则向启动/复位寄存器写入0x02，启动传输。

在RT工作模式下，BU-61580初始化的基本步骤如下。

(1)BU-61580内部4 kB的RAM空间清0。

(2)向启动/复位寄存器写入0x01，进行软件复位。

(3)若需使能增强方式，对配置寄存器#3写入0x8000。

(4)根据需要设置中断屏蔽寄存器，例如使能RT发送器超时、RT地址奇偶校验错、消息结束中断。

(5)通过配置寄存器#1设置当前工作区B/A，子系统标志等。

(6)通过配置寄存器#2设置中断触发方式，使能中断状态自动清除。

(7)设置配置寄存器件4使能用配置寄存器#5锁存RT地址。

(8)设置堆栈指针。

(9)根据须接收和发送消息块的子地址设置RT查询表，分配相应消息块的存储地址。

(10)初始化消息块，将待发送的数据块写入事先设定好的消息块地址。

2.2.2 中断处理

在BC工作模式下，中断通常使能消息中断和帧中断。在中断服务程序中，首先读取中断状态寄存器，若为消息中断，根据当前消息块命令字判断为何消息，对相应消息块数据进行处理，若为帧中断，则根据下一帧待发送消息重新初始化BC消息块堆栈，设置BC堆栈指针与消息计数器。

在RT工作模式下，中断通常为消息中断，在中断服务程序中，读当前块状态字，若消息结束，读取消息块，对数据进行处理。

2.3 软件设计实例

现举例说明BU-61580作为BC的软件设计过程。

假设BC需要传输4个消息快，其在BU-61580内部RAM中基址分别为：0x0200、0x0260、0x0290、0x02c0，映射到DSP系统中地址为：0x820 0、0x8260、0x8290、0x82c0，映射地址由DSP高地址位A12～A15与控制信号译码决定，设定消息传输的远程终端地址为0x6，其中消息块1为矢量字，其数据值为1时，在下一帧消息中传输消息块3。消息块1，消息块4为周期性消息，周期为25 ms，消息块具体属性见表1。

对各个消息块控制字设置如下：(1)消息块1控制字为0x0194：重试使能、总线通道选择A、使能方式代码格式，使能消息中断。(2)消息块3控制字为0x0190，重试使能、总线通道选择A，使能消息中断。(3)消息块2、4控制字为0x0180，重试使能、总线通道选择A。

对寄存器进行初始化，在初始化消息块时，将消息块控制字、命令字写入相应地址，其中消息块2、消息块4需将其待发送的数据块写入设定地址中。由于消息块1，消息块4为周期性消息，使能帧自动重复，设置帧周期为25ms。启动BC工作后等待消息中断和帧中断。

在中断服务程序中，处理接收到的数据块，重新初始化BC消息块堆栈，具体流程如图3所示。

利用图2所示电路对该例子进行验证，从总线监控仪上可以看到BC工作正常，消息传输无误。

3 结束语

简述了利用BU-61580设计基于DSP的1553B终端的方法。BU-61580功能强大，应用较为复杂，为1553B总线传输接口的设计提供了丰富的资源。