FPGA在彈上信息處理機中的應用

　　引言

　　信息處理機(圖1)用于完成導彈上多路遙測信息的采集、處理、組包發送。主要功能包括高速1553B總線的數據收發、RS422接口設備的數據加載與檢測、多路數據融合和數據接收、處理、組包發送的功能。其中，總線數據和其他RS422接口送來的數據同時進行并行處理;各路輸入信息按預定格式進行融合與輸出;數據輸出速率以高速同步RS422口的幀同步脈沖為源，如果高速同步RS422口異常不影響總線數據和其它RS422口的數據融合與輸出功能。在CPU發生異常或總線數據異常時不影響其它RS422口數據的融合與輸出功能;能夠對從總線上接收的數據進行二次篩選、組包，并發送往總線，供其它設備接收。

　　系統設計

　　CPU選擇

　　4M 1553B總線數據的采集，由4M總線智能通訊接口管理，經CPU接收、組包，再回到4M總線，發送至FPGA進行采集。CPU選擇Atmel公司的AT91FR40162S，它內部自帶256kB的SRAM和容量為2M×8b FLASH存儲器，主頻最高可達75MHz。該ARM的等待電路由硬件等待邏輯產生，在FPGA內部實現。ARM外部中斷源主要有：4M 1553B通訊控制器中斷;20ms緩沖區切換中斷。其中，4M 1553B通訊控制器中斷信號經過FPGA整形后送入ARM。20ms緩沖區切換中斷提供給FPGA內部各個同步、異步通訊IP組幀狀態機用于緩沖區切換。

　　3路輸入數字量接口

　　3路輸入數字量，碼速率分別為：1.28Mbit/s、115.2kbit/s、38.4kbit/s的數據流，數據流在FPGA內部經過串并轉換將接收的數據存儲在數據緩沖區A和數據緩沖區B中，再經過狀態控制機來控制數據的不斷更新。

　　同步RS422接口輸出

　　采用兩路單向RS422同步串行通訊接口，差分傳輸，一路為串行數據，一路為時鐘數據，采用雙線制傳輸。輸出碼速率2.56Mbit/s，15位加擾。

　　FPGA設計

　　當3 路輸入數字量的數據流和4M的1553數據在20ms的時間內傳輸時，所需的內存約為10kB。