11662

10709

كارشناسي ارشد

معماري اويونيك

اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده برق و كامپيوتر

1395

چهارده، [84]ص.: مصور، جدول، نمودار

ص.ع. به فارسي و انگليسي

وحيد غفاري نيا، شهاب الدين رحمانيان

حسين سعيدي، احسان يزديان

1395/08/10

مهندسي برق و كامپيوتر

ID10709

چكيده گذرگاههاي داده جز اصلي معماري سيستم اويونيك هواگردها هستند و نوع ارتباط و محدوديتهاي ارتباطي بين سامانههاي مختلف بر اساس ويژگيهاي آنها تعيين ميشود امروزه تبادل داده گستردهتر بين سامانههاي مختلف امكان پيادهسازي كاركردهاي سطح باالتري را در اويونيك فراهم كرده است و نقش گذرگاههاي اويونيك به عنوان بستر تبادل داده اهميت بيشتري پيدا كرده است گذرگاه استاندارد MIL STD 1553B يكي از پركاربردترين گذرگاههاي داده اويونيكي است و با اينكه مدت زيادي از معرفي آن سپري شده است هنوز هم در بسياري از هواگردها مورد استفاده قرار ميگيرد قابليت اطمينان باال و نويز پذيري پايين از مشخصههاي بارز اين گذرگاه داده است كه باعث شده است تا در بسياري از كاربردهاي نظامي و غيرنظامي استفاده شود سامانههاي اويونيك براي اتصال به گذرگاه 1553B بايد داراي واسط گذرگاه 1553B باشند تراشههاي مستقلي به عنوان واسط گذرگاه 1553B تولي د شده و در دسترس هستند عالوه بر آن مدار واسط گذرگاه به صورت يك هسته ديجيتال قابل پيادهسازي بر روي FPGA نيز طراحي و عرضه شده است رويكرد دوم در پيادهسازي واسط گذرگاه بسيار مورد توجه قرار گرفته است كه از داليل آن ميتوان به مزايايي از جمله قيمت پايين قابليت ارتقا صرفه جويي در فضاي برد ارزيابي آسان قبل از اجرا و عدم وابستگي به نوع خاصي از پلتفرم FPGA اشاره نمود با توجه به نياز صنايع هوايي كشور به ارتقا سيستمهاي موجود و تقاضا براي يك راه حل مطمئن و مقرون به صرفه طراحي و پيادهسازي يك هسته اختصاصي براي واسط گذرگاه 1553B در اين پروژه دنبال شده است ابتدا با مطالعه كامل استاندارد و بررسي قابليتهاي هستههاي مشابه طراحي واسط گذرگاه انجام شد سپس هر يك از اجزا با رويكرد بهينه و قابل اطمينان بودن با استفاده از زبان توصيف سختافزار طراحي و پيادهسازي شدند اين اجزا شامل بخش كدگذار كدگشا و كنترلكننده پروتكل است بخش كنترلكننده پروتكل به صورت مستقل براي كنترلكننده گذرگاه و ترمينال طراحي شده است همچنين روشي پيشنهاد شده است تا ترمينالها با استفاده از بيت Service Request در كلمه وضعيت خود بتوانند تقريبا بهصورت لحظهاي و مساوي در زمان مورد نياز ارسال داده داشته باشند براي انجام آزمون عملي يك فرستنده گيرنده ساده طراحي شد و با استفاده از واسطهاي گذرگاه طراحي شده يك شبكه مبتني بر استاندارد 1553B بين چند كامپيوتر ايجاد شد آزمون حالتهاي مختلف گذرگاه بر روي اين شبكه نشان داد كه همه قابليتهاي استاندارد با موفقيت پيادهسازي شدهاند و هسته طراحي شده ميتواند در كنار ساير هستهها بر روي تراشه FPGA اصلي سامانه اويونيك پيادهسازي شود كلمات كليدي IP Core MIL STD 1553B كنترلكننده گذرگاه ترمينال

Implementation of the MIL STD 1553B Data Bus Interface Using Hardware Description Language VHDL Jamshid Mohammadi Jamshid mohammadi@ec iut ac ir Date of Submission 6 14 2016 Department of Electrical and Computer Engineering Isfahan University of Technology Isfahan Iran 84156 83111Degree Master of Science Language PersianSupervisors Dr Vahid Ghafarinia ghafarinia@cc iut ac ir Dr Shahabodin Rahmanian rahmanian@cc iut ac irAbstract Data buses play a key role in the aircraft s avionic architecture Capabilities and restrictions ofcommunication between avionics componenes is determined by the databus in use Nowadays high speedserial data buses have made it possible to design and implement high level avionic functions by cooperativeoperation of avionics systems The MIL STD 1553B databus is one of the most popular and widely usedavionics data buses Though a long time has passed since its first introduction it is still used in manymilitary and civil aircrafts due to its high reliability and noise immunity The 1553B network interface isrequired by any component that is supposed to communicate with other components over the network Onesolution for the network interface of the systems is the commercially available 1553B integrated circuits Theother solution is to design the network interface as an IP cores and implement it on an FPGA chip Lowcosts simple upgrade procedure small footprint easy evaluation and verification and future proof designshave made the IP core a popular solution for many designers In this project the design and implementationof a 1553B IP core was followed to provide the national aerospace industries with a low cost andcostumizable solution The IP design is based on the 1553B related standard documents and the conceptualdesigns of the commercially available IP cores The units of the designed network interface wereimplemented by hardware description language VHDL by an optimized and reliable approach The mainunits of the interface are Manchester encoder decoder and protocol controller Two separate protocolcontrollers were designed for Bus Controller and Remote Terminal Furthermore a method was proposed foron demand service to remote terminals using the Service Request bit in the status word The performanceof the designed 1553B network interface was practically examined using three personal computers as remoteterminals and the bus controller The results confirmed that the designed 1553B IP core can successfullysatisfy the standard requirements By implementing this core on the FPGA chip of an avionic system it canbe connected to the 1553 databus by minor hardware modifications Keywords MIL STD 1553B IP Core Bus Controller Remote Terminal

وحيد غفاري نيا، شهاب الدين رحمانيان

حسين سعيدي، احسان يزديان