基于PXI总线的遥测信号测试平台的设计

文章摘要：(2)专用PCI接口芯片+FPGA实现：专用PCI接口芯片的缺点是灵活性比较差，但其支持PCI协议，可以减少开发时间，提高效率。FPGA用来实现PXI总线所要完成的触发总线、局部总线等功能。本设计采用的就是接口芯片的方案。PXI接口电路利用PCI9054芯片构造PCI接口。PCI9054由PCI总线接口逻辑、本地总线接口逻辑、内部逻辑和EEPROM接口逻辑组成。本地接口逻辑由可编程逻辑器件实现，包括地址/数据信号、I/O读写信号、存储器读写控制信号以及等待周期产生逻辑和总线控制逻辑等[3]。串行EEPROM采用93CS56芯片，在EEPROM中，按顺序存储接口卡最重要的配置信息。将板卡连接到P

基于PXI总线的遥测信号测试平台的设计,标签：接口技术,微机原理与接口技术,http://www.88dzw.com

　　(2)专用PCI接口芯片+FPGA实现：专用PCI接口芯片的缺点是灵活性比较差，但其支持PCI协议，可以减少开发时间，提高效率。FPGA用来实现PXI总线所要完成的触发总线、局部总线等功能。本设计采用的就是接口芯片的方案。

　　PXI接口电路利用PCI9054芯片构造PCI接口。PCI9054由PCI总线接口逻辑、本地总线接口逻辑、内部逻辑和EEPROM接口逻辑组成。本地接口逻辑由可编程逻辑器件实现，包括地址/数据信号、I/O读写信号、存储器读写控制信号以及等待周期产生逻辑和总线控制逻辑等[3]。串行EEPROM采用93CS56芯片，在EEPROM中，按顺序存储接口卡最重要的配置信息。将板卡连接到PXI插槽后，在系统上电时，PCI9054首先检查到EEPROM，然后按照EEPROM中的值配置其内部寄存器。图3是PCI9054寄存器的配置信息。

　　PCI9054有3种工作模式：M、C、J。M模式适用于与Motorola的RISC处理器(MPC850和MPC860)无缝连接使用，所以在使用其他种类的处理器时，就要使用C或者J模式。在本项目中采用局部数据总线16位、地址数据不复用的方式，所以选择C工作模式。PCI9054的C模式又支持3种数据直接传输方式：直接主模式、直接从模式、DMA方式。因为系统主要利用PXI总线向计算机传送数据和读取计算机配置命令，且计算机是PXI总线上的主设备，所以PC19054采用直接从模式的方式。

　　3  功能电路的设计

　　3.1 信号源的设计

　　3.1.1 GNSS信号源的设计

　　测量综合控制器测试台中，GNSS信号源模拟GNSS接收机。信号源的准确性有利于测量综合控制器性能的测量。测量综合控制器GNSS模块在每帧的开始利用帧同步脉冲向GNSS接收机发出取数请求信号，GNSS接收机接到请求后，在8 ms内向遥测设备传送完1 000 bit(125 B，先传高位)的测量参数后，遥测设备必须在下一个取数信号到来之前将数据传输完。其接口电路如图4所示。

　　3.1.2 SAR信号源的设计

　　测量综合控制器测试台中SAR信号源模拟的是SAR压缩器，采用标准RS-422-A接口形式传输压缩后的图像数据(每字节8位的串行数据)。测量综合控制器每隔25 ms向测试系统发送取数请求信号，在取数请求由高变为低延迟一段时间后，测量综合控制器同时向测试台发送移位脉冲，测试台根据取数请求信号以及移位脉冲信号，向测量综合控制器发送相应的数据信息，其接口电路如图5所示。

　　3.2 PCM码设计

　　系统采用的是一种典型的96×64的含有主、副帧结构的PCM码流。测量综合控制器发出的PCM码数据信号是由CAN总线发送的数据，对64路模拟信号实时采集的数据，由GNSS与星SAR信号组成。系统中的PCM码流采用的是运算放大器输方式(±2.5 V方式)[4-5]。

　　3.2.1 PCM解码

　　如图6所示，系统首先通过AD8138将PCM数据转换成幅值为0~5 V的电平(AD8138还有反相的功能)。为了将差分信号转换为FPGA能够处理的TTL电平，并且保证信号被有效隔离和再次反相，采用光电耦合器来接收差分信号。DC-DC实现了电源隔离，这样系统能够有效地实现与测量综合控制器的隔离，从而消除传输干扰带来的误差。

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