基于MBI的GJB289A總線通信軟件設(shè)計與實現(xiàn)

張姣

摘要：GJB289A總線是國產(chǎn)化總線中應(yīng)用廣泛的一種數(shù)據(jù)總線，基于MBI模塊可實現(xiàn)該總線通信，具有小型化、通用化和集成度高的優(yōu)點。以往關(guān)于MBI模塊的介紹著重模塊本身的軟硬件設(shè)計，關(guān)于基于MBI模塊與子系統(tǒng)主機端實現(xiàn)GJB289A總線通信的設(shè)計介紹很少。本文著重于介紹軟件實現(xiàn)方法，將MBI模塊通信軟件分為傳輸層協(xié)議和驅(qū)動層協(xié)議，對上電和正常數(shù)據(jù)傳輸過程中各自的職能進行分析，為基于MBI實現(xiàn)GJB289A總線通信的軟件設(shè)計人員提供參考。

關(guān)鍵詞：GJB289A總線;MBI模塊;子系統(tǒng)主機;傳輸層協(xié)議;驅(qū)動層協(xié)議。

1引言

GJB289A總線是國內(nèi)航空、航天、艦船及坦克領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的數(shù)據(jù)總線，傳輸速率可達到10Mbps。目前國內(nèi)已有廠家研發(fā)出了GJB289A總線的協(xié)議處理芯片，滿足了小體積低功耗，能適應(yīng)惡劣環(huán)境的要求。將協(xié)議處理芯片、微處理器及多種外設(shè)資源集成在SoC片上系統(tǒng)中，形成智能化、通用化、小型化的模塊，再外搭輔助電路組成MBI模塊，可用于各種GJB289A總線通信場景。本文主要討論MBI模塊實現(xiàn)GJB289A通信的軟件實現(xiàn)方法。

2GJB289A總線原理

GJB289A總線系統(tǒng)由若干個子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)總線組件構(gòu)成。子系統(tǒng)是從數(shù)據(jù)總線接收數(shù)據(jù)服務(wù)的設(shè)備，終端是具有GJB289A總線接口的電子組件，是數(shù)據(jù)總線與子系統(tǒng)間互連的接口，終端分為總線控制器BC、遠程終端RT和總線監(jiān)控器BM。

總線控制器BC是總線系統(tǒng)中組織信息傳輸?shù)慕K端，遠程終端RT是總線系統(tǒng)中除了總線控制器和總線監(jiān)控器之外的所有終端，總線監(jiān)控器BM是總線系統(tǒng)中接收、記錄總線上傳輸?shù)男畔⒉⒂羞x擇地提取信息的終端。

3MBI功能介紹

MBI是由GJB289A總線接口SoC芯片、GJB289A數(shù)據(jù)收發(fā)電路、電源轉(zhuǎn)換電路、時鐘電路、復位電路、以太網(wǎng)接口模塊、UART接口等電路組成的通訊接口模塊，與主機端的接口為PCI，是連接GJB289A總線與子系統(tǒng)主機端的橋梁。

其中GJB289A總線接口SoC芯片是高性能、智能化、通用化和小型化的通信處理芯片，可依靠其內(nèi)嵌的協(xié)議處理器核實現(xiàn)GJB289A中規(guī)定的RT/BC/BM功能。GJB289A協(xié)議處理芯片的主機接口與子系統(tǒng)主機連接，子系統(tǒng)主機通過訪問協(xié)議處理芯片內(nèi)部的雙端口存儲器，實現(xiàn)對GJB289A數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)的處理和對MBI模塊的控制。

4基于MBI的GJB289A通信實現(xiàn)

在GJB289A航空電子通信系統(tǒng)中，子系統(tǒng)通過接口模塊與GJB289A總線交互數(shù)據(jù)。本研究中MBI是直接與GJB289A總線交連的接口模塊，將總線上的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給主機端，主機端基于MBI模塊完成GJB289A數(shù)據(jù)的收發(fā)。

軟件架構(gòu)

GJB289A總線通信中，MBI和主機的工作包括初始化過程和數(shù)據(jù)交互過程。初始化過程中啟動MBI模塊，使其具備與GJB289A數(shù)據(jù)總線交互能力，在成功初始化后，MBI模塊和主機同GJB289A總線上的其他子系統(tǒng)終端進行數(shù)據(jù)交互。

GJB289A通信軟件包括傳輸軟件、驅(qū)動軟件和應(yīng)用軟件。軟件的分工描述為：

a）傳輸軟件完成傳輸層協(xié)議，負責GJB289A總線上的數(shù)據(jù)傳輸。傳輸軟件駐留在MBI中，主要完成MBI傳輸層功能，包括MBI初始化、運行、與GJB289A總線交互數(shù)據(jù)等。

b）驅(qū)動軟件完成驅(qū)動層協(xié)議，負責驅(qū)動MBI模塊并控制其工作狀態(tài)。驅(qū)動軟件駐留在主機端，驅(qū)動MBI模塊工作及控制MBI的運行狀態(tài)。

c）應(yīng)用軟件完成應(yīng)用層協(xié)議，負責對接收MBI模塊的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)進行處理。GJB289A應(yīng)用軟件駐留在主機中，進行數(shù)據(jù)解析處理。

初始化過程

上電后，MBI進行上電自檢測及初始化配置。初始化配置完后MBI進入停止工作狀態(tài)，循環(huán)等待主機端驅(qū)動軟件的工作命令。

主機首先判斷MBI是否為停止狀態(tài)，然后主機中驅(qū)動軟件在MBI停止狀態(tài)下向MBI模塊發(fā)送命令。驅(qū)動軟件在命令字偏移地址中根據(jù)DPRAM中消息定義寫入置為RT模式、初始化和啟動控制命令字，使MBI分別執(zhí)行置為RT模式、初始化和啟動命令，等待MBI響應(yīng)。初始化工作過程如下圖所示。

MBI在讀到主機命令字后，將命令字單元清0，執(zhí)行命令字指定的操作，然后將命令字轉(zhuǎn)存到響應(yīng)字單元。驅(qū)動軟件三種命令的響應(yīng)分別為：

a）置為RT模式命令，MBI進行RT地址配置，RT地址可通過MBI讀離散量獲取或者由主機端進行設(shè)置，MBI在對應(yīng)的緩沖區(qū)中寫入獲取的RT地址值。

b）初始化命令，MBI初始化包括初始化DPRAM中接收和發(fā)送描述區(qū)、初始化協(xié)議處理器寄存器、初始化RT地址和初始化并打開中斷。

c）啟動命令，主機端向MBI發(fā)送啟動命令，MBI收到命令后，將當前狀態(tài)字置為啟動狀態(tài)，啟動協(xié)議處理器進行通信。

數(shù)據(jù)傳輸過程

MBI完成所有初始化工作后，中斷功能已打開，MBI傳輸軟件通過中斷方式進行GJB289A總線上的數(shù)據(jù)傳輸。MBI傳輸軟件進入標準中斷服務(wù)程序后，獲取當前處理的中斷記錄表項指針，根據(jù)指針指向的地址獲取對應(yīng)的描述符指針，如果指針落在發(fā)送描述符區(qū)域，則進入發(fā)送消息的處理程序，如果指針落在接收描述符區(qū)域，則進入接收消息處理程序。

5總結(jié)

本文首先介紹了GJB289A原理及MBI模塊的功能，然后論述了基于MBI模塊實現(xiàn)GJB289A總線通信的軟件設(shè)計方法，從主機端和MBI端的配置過程及參數(shù)設(shè)置方面詳細說明了如何完成初始化配置過程和數(shù)據(jù)傳輸過程，完成了子系統(tǒng)中GJB289A總線通訊，為基于MBI模塊實現(xiàn)GJB289A總線通信的軟件設(shè)計人員提供實踐參考。

參考文獻

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