● 摘要
在航空航天、高速铁路、大型化工、核电工业等重大应用领域，对测控系统的可靠性有极高的要求。因此多重冗余可重构的测控系统的研究具有十分重要的意义。
本文研究的主要内容是基于ARINC659航空底板总线的测控系统的设计。整个测控系统依赖于ARINC659总线，集时间触发，多重冗余和可重构特性于一体。基于ARINC659总线的底板设计是整个系统的基础核心和关键所在，通过充分的理论研究和大量的仿真实测，所设计底板具有良好的信号完整性。整个系统还包括CPU板、外设板和模拟板的设计，可直接支持多主机模块冗余备份和多外设模块的灵活组合，动态实现系统或设备的重构，并且采用了时间触发机制。同时为了增强系统在测控方面的能力和增强通用性，系统集成了多路ADC/DAC子系统、UART控制器、CAN总线控制器，10/100M以太网控制器以及1553B总线控制器。
ARINC659底板总线协议处理单元的设计及其FPGA初步实现是本文另一个重点研究的内容。通过深入理解ARINC659底板总线协议说明，根据物理层协议要求，设计双FPGA架构的支持双双冗余交叉检验的硬件平台，在FPGA内部实现面向物理层的数据校验和同步检测机制，同时根据数据链路层的协议要求，设计FDL语言的指令结构并在FPGA内部进行指令的取值译码和执行设计，设计主状态机对整个协议处理单元的运行状态进行控制同时实现复杂的同步机制对各种同步信号进行处理。
最后对整个测控系统进行了实现和调试，各板卡工作正常，底板信号完整性良好，CPU板通过ARINC659总线发送命令到外设板，外设板成功接收命令并进行正确解析和对外设进行操作。ARINC659底板总线协议处理单元的初步设计也已完成，重点进行了仿真验证，各个功模块符合协议要求，并在实际的硬件平台上进行了基本功能的简单测试。