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随着计算机和微电子技术的快速发展,车辆中的电子系统越来越复杂,功能越来越多,各子系统间的数据交换也相应地变多,对系统的实时性和可靠性提出了更高的要求。为了减少布线复杂度、提高系统实时性和可靠性、降低成本,提高系统的整体性能,本课题采用MIL-STD-1553B总线实现车辆电子系统的内部通信。利用总线技术减少硬件资源(尤其是传感器数量),降低系统的开发难度,提高系统扩展的灵活性。该总线最早用于航空、舰艇、军车等军用领域,现在还应用在工业和商业项目中,比如产品生产线、汽车等。本文比较了MIL-STD-1553B总线接口的各种实现方案,对其中的关键技术进行了分析和研究,提出了基于FPGA的嵌入Nios II软核的SOPC设计方案。课题中利用Altera公司的FPGA和verilog实现符合1553B标准的曼彻斯特码编码和解码方案,并搭建了SOPC的软硬件平台,采用Nios II处理器控制曼彻斯特码编解码器,实现消息的发送、接收和存储。本课题硬件上采用了Cyclone II系列FPGA的EP2C5Q208C8N芯片,以其为核心的开发板硬件资源包含了:1MbEPCS1、8MB SDRAM、2MB Flash、 JTAG、 UART、 USB、 LCD等。在该FPGA开发平台上实现了Nios II CPU软核、曼彻斯特码编码器、解码器、PLL等硬件逻辑。Altera公司的Quartus II提供了完善的SOPC设计方案。课题中在搭建完硬件平台后利用Nios II IDE进行软件开发。课题选用uc/OS-II嵌入式操作系统,根据系统的硬件特性,对该系统进行了适当的定制,再结合Nios II CPU的软件编程实现对1553B总线上的信号处理,通过软件的方式实现了BC、RT的接口功能。国外的1553B板卡或专用协议处理芯片价格昂贵,而且购买和使用上受到限制。如果自主开发1553B相关产品,就能有效降低产品成本并摆脱受制于外国的局面。与采用1553B板卡、MCU+专用协议处理芯片、MCU+FPGA方案相比,该方案在成本、集成度、系统体积、功耗、灵活性上有较大的优势,而且为自主设计1553B专用协议处理芯片做了技术的前期准备。