题目：基于FPGA的MIL-STD-1553B总线协议IP核的研究与实现

MIL-STD-1553B总线（飞机内部时分制指令/响应式多路传输数据总线）是一种应用广泛的具有可确定性的、传输可靠的航空电子总线，用于进行飞行器内部各种部件的相互通信。本文在对1553B协议的要素和特性进行了分析之后，使用Verilog HDL语言编写了1553B总线协议IP核，并以此为核心研发了几种基于不同总线接口的1553B通信卡及相应的驱动程序。首先，详细介绍了1553B总线协议对物理层，信号编码，信号组成的要求，并以此为基础对1553B总线的可靠性和性能特性进行了分析，确定了以FPGA为载体，以Verilog HDL作为编码手段，进行1553B总线IP核的开发。其次，对1553B总线协议IP核的设计方案进行了详细的描述，分别介绍了IP核的整体软件构架，并对控制器接口模块，BC模块，RT模块，HI-1575封装模块，存储器模块，PLL模块等主要模块的实现方法，关键技术和注意事项做出了详细的介绍，给出了BC模块和RT模块的控制逻辑框图，介绍了这两个模块实现协议控制的方法。 再次，开发了基于cPCI/PXI总线的1553B通信卡。在板卡的硬件设计中，针对实验室现有条件和工程应用需求，对IP核进行了一定程度的二次封装，添加了以片外SRAM为核心的板子高速缓存系统。为了保证通讯卡满足1553B对电气特性的要求，对总线接口部分的电路和电源层地层的设计作出了详细的说明。为了应对随着1553B总线发展可能会出现的多通道、高速率、多任务传输等问题，文中对PCI EXPRESS总线进行了研究，提出了一种基于PCI EXPRESS接口的1553B通信卡的设计方案，并完成了基于PEX8311的PCI Express总线接口设计。接下来，针对PLX9054芯片提出的PCI设备驱动程序开发流程和开发过程中的技术关键点。从板卡实时性和通用性的角度出发，本文还探讨了基于实时扩展模块（RTX）的驱动程序开发方法和实现步骤。最后，通过搭建完整的硬件测试平台，对编写的1553B总线协议IP核以及以此为核心研制的1553B通信卡进行了功能验证和性能测试。此外，还介绍了自研的1553B通信卡在某科研项目——总控系统综合性能测试与分析平台中的实际应用。该系统用于模拟载机环境，对导弹的飞行控制部分进行半实物仿真的动态测试。1553B通信卡已在该系统中运行可靠、工作稳定，完全满足系统的要求。从测试实验和具体实际工程应用中可以看出，自主开发的1553B总线IP核以及以其为核心开发的1553B通信卡结构紧凑、功能齐备、稳定可靠、应用灵活。同时，具有丰富的上层驱动程序接口，可用于Windows环境和Windows+ RTX环境，在航空测控领域有广阔的应用前景。