專利名稱：異種總線協(xié)同工作的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，更具體的說，是涉及一種集成MIL-STD-1553B總線接口和IEEE1394總線接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)備。
背景技術(shù)：
MIL-STD-1553B總線，是一種時分制指令響應(yīng)式多路傳輸數(shù)據(jù)總線。總線組成包括一個總線控制器，負(fù)責(zé)總線的調(diào)度和管理，是總線通訊的發(fā)起者和組織者；若干個遠(yuǎn)置終端和一個總線監(jiān)視器。該總線采用指令響應(yīng)方式實現(xiàn)系統(tǒng)通信，采用冗余信道和奇偶校驗以及相應(yīng)的錯誤處理來提高系統(tǒng)通信的可靠性。1553B對物理層的電信號特性和數(shù)據(jù)鏈路層及網(wǎng)絡(luò)層對錯誤檢測的方法和指令格式作了嚴(yán)格的定義。1553B總線具有很高的可靠性，因而已經(jīng)成功應(yīng)用于飛機(jī)、坦克、艦船等武器系統(tǒng)，近年來在空間飛行器上也獲得了廣泛的應(yīng)用，如國際空間站和我國的“神舟”系列飛船、資源一號衛(wèi)星、“實踐5號”小衛(wèi)星都應(yīng)用了這種總線。1553B總線采用異步數(shù)據(jù)傳輸方式，數(shù)據(jù)傳輸速率為1Mbps。
隨著各種應(yīng)用領(lǐng)域中(如航天工程中的實時圖像傳輸)對數(shù)據(jù)傳輸量的要求不斷增加，對實時性的要求也越來越苛刻，目前的MIL-STD-1553B總線設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸速率已經(jīng)不能滿足許多領(lǐng)域內(nèi)的高速數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)男枰恕?br> IEEE1394總線是一種國際電氣工程師協(xié)會(IEEE)接收的數(shù)據(jù)總線標(biāo)準(zhǔn)，是一種高速串行總線。1394總線的數(shù)據(jù)傳輸速率可以達(dá)到100Mbps，200Mbps和400Mbps，隨著協(xié)議的發(fā)展，它的傳輸速率可以達(dá)到800Mbps、1.6Gbps和3.2Gbps。1394總線有異步和等時傳輸兩種通信模式，分別適合傳輸較高可靠性要求的關(guān)鍵數(shù)據(jù)和較高實時性要求的一般數(shù)據(jù)。由于數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咚偬攸c，IEEE1394總線在許多數(shù)據(jù)量大、實時性要求很高的應(yīng)用領(lǐng)域(如視頻數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)?都已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用和關(guān)注。
但是，目前的IEEE1394總線，沒有冗余備份，也不具有針對特殊工作環(huán)境的特點，所以不適合在惡劣環(huán)境中(如空間環(huán)境等)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。另外，基于80186處理器的嵌入式系統(tǒng)速度較慢，如80186的工作頻率是16MHz。這樣的系統(tǒng)頻率與IEEE1394總線的很高數(shù)據(jù)傳輸速率難以匹配，限制了IEEE1394總線的數(shù)據(jù)傳輸速度。
所以，目前無論是基于MTL-STL-1553B總線還是基于IEEE1394總線的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，都不能同時滿足惡劣環(huán)境中，關(guān)鍵數(shù)據(jù)的可靠傳輸和一般數(shù)據(jù)的高速實時傳輸?shù)男枰?br>
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種異種總線協(xié)同工作的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，通過兩種不同總線的協(xié)同工作，實現(xiàn)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的可靠傳輸以及一般數(shù)據(jù)的高速傳輸。
為了解決上述任務(wù)，本實用新型提供了一種異種總線協(xié)同工作的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，包括一個CPU；一個用于實現(xiàn)MTL-STL-1553B總線數(shù)據(jù)傳輸?shù)腗TL-STL-1553B接口芯片；一個用于實現(xiàn)IEEE1394總線數(shù)據(jù)傳輸?shù)腎EEE1394接口芯片，該接口芯片包括IEEE1394鏈路層芯片和IEEE1394物理層芯片；一個用于程序存儲的程序存儲器；一個用于數(shù)據(jù)存儲的數(shù)據(jù)存儲器；以及用于該設(shè)備內(nèi)的部件之間連接的自定義總線。
該數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備包括第一控制模塊，用于判斷所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的類型，并根據(jù)判斷結(jié)果將數(shù)據(jù)交給第一傳輸模塊或第二傳輸模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，所述數(shù)據(jù)類型包括關(guān)鍵數(shù)據(jù)和一般數(shù)據(jù)兩種類型，；第一傳輸模塊，用于控制MTL-STL-1553B總線的數(shù)據(jù)傳輸；當(dāng)傳輸網(wǎng)絡(luò)無故障時，由MTL-STL-1553B總線傳輸關(guān)鍵數(shù)據(jù)；當(dāng)IEEE1394總線發(fā)生故障時，由MTL-STL-1553B總線傳輸所有數(shù)據(jù)；第二傳輸模塊，用于控制IEEE1394總線的數(shù)據(jù)傳輸；當(dāng)傳輸網(wǎng)絡(luò)無故障時，由IEEE1394總線傳輸一般數(shù)據(jù)；當(dāng)MTL-STL-1553B總線發(fā)生故障時，由IEEE1394總線傳輸所有數(shù)據(jù)；監(jiān)測模塊，用于監(jiān)測傳輸網(wǎng)絡(luò)中的MTL-STL-1553B總線和IEEE1394總線是否發(fā)生故障；第二控制模塊，用于在故障發(fā)生時判斷發(fā)生故障的總線類型，把數(shù)據(jù)交給第一傳輸模塊或第二傳輸模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
本實用新型的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備不僅具有高可靠性的MTL-STL-1553B總線接口，而且具有很高數(shù)據(jù)傳輸速率的IEEE1394總線接口，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速實時傳輸、網(wǎng)絡(luò)的可靠控制和監(jiān)測。一方面用戶可以通過MIL-STD-1553B總線，在惡劣的環(huán)境中可靠的傳輸關(guān)鍵數(shù)據(jù)(如控制命令等)，控制網(wǎng)絡(luò)的通信，并且還能準(zhǔn)確的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的通信狀態(tài)；另一方面用戶還可以通過IEEE1394總線，實時的傳輸高速數(shù)據(jù)，滿足應(yīng)用的需要。并且在IEEE1394總線進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候，不需要處理器的控制和管理，保證了IEEE1394總線的數(shù)據(jù)傳輸速率不受處理器性能的影響和限制。同時，兩種總線互為備份，在一條總線出現(xiàn)故障不能正常工作的狀態(tài)下，經(jīng)過程序控制，另一條總線立即承擔(dān)起網(wǎng)絡(luò)中故障段總線的任務(wù)，繼續(xù)保證網(wǎng)絡(luò)的正常通信和有效工作。


圖1是本實用新型的異種總線協(xié)同工作的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備電路原理圖；圖2本實用新型的異種總線協(xié)同工作的數(shù)據(jù)傳輸方法的流程圖；圖3是本實用新型的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的軟件模塊組成框圖；圖4由多個本實用新型的異種總線協(xié)同工作的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備構(gòu)成的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。
圖面說明80186CPU1 MTL-STL-1553B協(xié)議接口芯片2IEEE1394鏈路層協(xié)議芯片3 IEEE1394物理層協(xié)議芯片4數(shù)據(jù)總線51 地址總線52控制總線53SRAM存儲器6EPROM存儲器71553B總線電纜81394總線電纜9具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
參見圖1，本實用新型的異種總線協(xié)同工作的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的示意圖，包括一個80186CPU1，512K的SRAM存儲器6作為數(shù)據(jù)存儲器，256K的EPROM存儲器7作為程序存儲器。CPU1、SRAM存儲器6和EPROM存儲器7一起作為設(shè)備的數(shù)據(jù)處理中心，作為整個設(shè)備的控制和處理中心，協(xié)調(diào)設(shè)備中各個功能模塊的工作。但是應(yīng)該理解，根據(jù)具體應(yīng)用，本實用新型的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的數(shù)據(jù)處理中心也可以使用其它CPU，或者其它集成了存儲器的處理器芯片而不需要使用獨(dú)立的數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器。
在本實用新型的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備中，MTL-STL-1553B協(xié)議接口芯片2具體實現(xiàn)了MTL-STL-1553B協(xié)議，在設(shè)備工作時，該接口芯片2與設(shè)備外部的1553B總線電纜8(圖1中未示出)連接，使得數(shù)據(jù)可以通過1553B總線進(jìn)行傳輸。在圖1的實施例中，MTL-STL-1553B協(xié)議接口芯片2采用了型號為DDC61585的1553B接口芯片。
在本實用新型的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備中，IEEE1394鏈路層協(xié)議芯片4和IEEE1394物理層協(xié)議芯片3具體實現(xiàn)IEEE1394傳輸協(xié)議，其中，鏈路層協(xié)議芯片4具體實現(xiàn)了IEEE1394的鏈路層協(xié)議，IEEE1394物理層協(xié)議芯片3具體實現(xiàn)了IEEE1394的物理層協(xié)議。物理層協(xié)議芯片3和鏈路層協(xié)議芯片4之間通過控制信號和數(shù)據(jù)通路連接在一起。在設(shè)備工作時，物理層協(xié)議芯片3與設(shè)備外部的1394總線電纜9(圖1中未示出)連接，使得數(shù)據(jù)可以通過1394總線進(jìn)行傳輸。在圖1的實施例中，IEEE1394鏈路層協(xié)議芯片4可采用型號為TSB12LV32或TSB12LV23的1394鏈路層芯片，IEEE1394物理層協(xié)議芯片3可采用型號為TSB41LV04A的1394物理層芯片。
在本實用新型的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備中，CPU1、SRAM存儲器6、EPROM存儲器7、MTL-STL-1553B協(xié)議接口芯片2和IEEE1394鏈路層協(xié)議芯片4之間，都通過嵌入式系統(tǒng)內(nèi)部的自定義總線連接在一起。該內(nèi)部總線包括地址總線52，數(shù)據(jù)總線51和控制總線53三部分，分別完成系統(tǒng)內(nèi)部的尋址、傳輸數(shù)據(jù)和控制的功能。
采用本實用新型的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備后，可以通過1553B總線和1394總線的協(xié)同工作，分別處理不同的數(shù)據(jù)，并且能在故障狀態(tài)下自動相互切換。
圖2是本實用新型的異種總線協(xié)同工作的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧鞒谭娇驁D，該流程通過存儲在SRAM存儲器6中的軟件實現(xiàn)。如圖3所示，該軟件包括第一控制模塊、第一傳輸模塊、第二傳輸模塊、監(jiān)測模塊和第二控制模塊，并按照圖2所示的流程圖執(zhí)行。
如圖2所示，該程序啟動以后，首先要完成1553B和1394兩種接口芯片的初始化，正確的配置相應(yīng)的寄存器，使它們處于工作狀態(tài)，等待有關(guān)的命令和任務(wù)。接著由第一控制模塊判斷所傳輸(包括發(fā)送和接收)的數(shù)據(jù)的類型，在本實用新型中，將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分為關(guān)鍵數(shù)據(jù)和一般數(shù)據(jù)兩種類型，這里的關(guān)鍵數(shù)據(jù)通常是指用于設(shè)備功能和網(wǎng)絡(luò)通信的控制命令和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備狀態(tài)的檢測數(shù)據(jù)，而一般數(shù)據(jù)通常是指設(shè)備之間傳輸?shù)呐c設(shè)備功能和狀態(tài)無關(guān)的數(shù)據(jù)，例如設(shè)備采集的圖像數(shù)據(jù)等，數(shù)據(jù)的分類也可根據(jù)具體應(yīng)用而改變。
在進(jìn)行數(shù)據(jù)類型的判斷之后，則可根據(jù)判斷結(jié)果，由第一傳輸模塊控制MTL-STL-1553B總線進(jìn)行關(guān)鍵數(shù)據(jù)的傳輸，由第二傳輸模塊控制IEEE1394總線進(jìn)行一般數(shù)據(jù)的傳輸。
另外，該設(shè)備還通過監(jiān)測模塊檢測總線狀態(tài)，用于監(jiān)測傳輸網(wǎng)絡(luò)中的MTL-STL-1553B總線和IEEE1394總線是否發(fā)生故障。如果沒有故障發(fā)生，則繼續(xù)按照上述方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。如果有故障發(fā)生，則由第二控制模塊判斷發(fā)生故障的總線類型。如果是1553B發(fā)生了故障不能正常工作，則系統(tǒng)把故障段總線的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)切換到1394總線，無論是低速的關(guān)鍵數(shù)據(jù)還是高速的一般數(shù)據(jù)，都通過1394總線傳輸；如果是1394總線發(fā)生了故障不能正常工作，則系統(tǒng)把故障段總線的任務(wù)都切換到1553B總線，這時候系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸能力下降，不能滿足高速數(shù)據(jù)的實時傳輸?shù)娜蝿?wù)，但是仍然能保證網(wǎng)絡(luò)的正常通信和低速數(shù)據(jù)傳輸。如果檢測到網(wǎng)絡(luò)正常的信息，系統(tǒng)繼續(xù)等待新的命令和任務(wù)。
圖4是多個本實用新型的異種總線協(xié)同工作的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備通過1553B總線電纜8和1394總線電纜9連接組成的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)圖。該設(shè)備可以嵌入各種功能的設(shè)備中，如圖像處理設(shè)備、存儲設(shè)備等，通過1553B和IEEE1394兩種總線構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，組成一個高可靠性的高速數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。
權(quán)利要求1.一種異種總線協(xié)同工作的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，其特征在于，包括一個CPU；一個用于實現(xiàn)MTL-STL-1553B總線數(shù)據(jù)傳輸?shù)腗TL-STL-1553B接口芯片；一個用于實現(xiàn)IEEE1394總線數(shù)據(jù)傳輸?shù)腎EEE1394接口芯片，該接口芯片包括IEEE1394鏈路層芯片和IEEE1394物理層芯片；一個用于程序存儲的程序存儲器；一個用于數(shù)據(jù)存儲的數(shù)據(jù)存儲器；以及用于該設(shè)備內(nèi)的部件之間連接的自定義總線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異種總線協(xié)同工作的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，其特征在于，還包括第一控制模塊，用于判斷所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的類型，并根據(jù)判斷結(jié)果將數(shù)據(jù)交給第一傳輸模塊或第二傳輸模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，所述數(shù)據(jù)類型包括關(guān)鍵數(shù)據(jù)和一般數(shù)據(jù)兩種類型；第一傳輸模塊，用于控制MTL-STL-1553B總線的數(shù)據(jù)傳輸；當(dāng)傳輸網(wǎng)絡(luò)無故障時，由MTL-STL-1553B總線傳輸關(guān)鍵數(shù)據(jù)；當(dāng)IEEE1394總線發(fā)生故障時，由MTL-STL-1553B總線傳輸所有數(shù)據(jù)；第二傳輸模塊，用于控制IEEE1394總線的數(shù)據(jù)傳輸；當(dāng)傳輸網(wǎng)絡(luò)無故障時，由IEEE1394總線傳輸一般數(shù)據(jù)；當(dāng)MTL-STL-1553B總線發(fā)生故障時，由IEEE1394總線傳輸所有數(shù)據(jù)；監(jiān)測模塊，用于監(jiān)測傳輸網(wǎng)絡(luò)中的MTL-STL-1553B總線和IEEE1394總線是否發(fā)生故障；第二控制模塊，用于在故障發(fā)生時判斷發(fā)生故障的總線類型，把數(shù)據(jù)交給第一傳輸模塊或第二傳輸模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
專利摘要本實用新型公開一種異種總線協(xié)同工作的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。該設(shè)備包括CPU、MTL－STL－1553B接口芯片、IEEE1394接口芯片、程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器，并通過自定義總線連接。該設(shè)備將關(guān)鍵數(shù)據(jù)通過MTL－STL－1553B總線傳輸，將一般數(shù)據(jù)通過IEEE1394總線傳輸。本實用新型的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備不僅具有高可靠性的MTL－STL－1553B總線接口，而且具有很高數(shù)據(jù)傳輸速率的IEEE1394總線接口，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速實時傳輸、網(wǎng)絡(luò)的可靠控制和監(jiān)測。同時兩種總線互為備份，在一條總線出現(xiàn)故障不能正常工作的狀態(tài)下，另一條總線可立即承擔(dān)起網(wǎng)絡(luò)中故障段總線的任務(wù)，繼續(xù)保證網(wǎng)絡(luò)的正常通信和有效工作。
文檔編號G06F13/14GK2694372SQ200320101928
公開日2005年4月20日 申請日期2003年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月24日
發(fā)明者李慧軍, 曹松, 惠平, 孫輝先, 陳小敏, 安軍社, 汪大星 申請人:中國科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心