Разработка протокола информационно-управляющего сопряжения для блока управления антенной
DOI:
https://doi.org/10.22213/2413-1172-2020-2-91-99Ключевые слова:
блок управления антенной, программирование ПЛИС, информационно-управляющее сопряжение, протокол передачи данныхАннотация
Представлена разработка протокола простой и надежной передачи данных для блока управления антенной в жестких условиях эксплуатации. Логический уровень протокола реализован на ПЛИС на базе протокола HDLC. Физическая линия передачи данных представляет резервированный, гальваноразвязанный интерфейс с биполярным самосинхронизирующимся кодом Manchester-II.
Актуальность разработки протокола обусловлена внедрением отечественной элементной базы, устойчивой к жестким воздействиям окружающей среды, в том числе и радиации, и степенью важности развития космической отрасли в целом, а также сфер, зависящих от нее.
Рассмотрено назначение блока управления антенной. Обоснована необходимость разработки протокола информационно-управляющего сопряжения для блока управления. Проведен обзор научно-технической информации о составляющих данного протокола. Рассмотрены физический, канальный и информационный уровни разработанного протокола, а также представлена реализация канального и информационного уровня на языке Verilog HDL для ПЛИС.
В программе Quartus-II разработан программный код, который реализует канальный и информационный уровни передачи данных на основе протокола информационно-управляющего сопряжения блока управления антенной с блоком-вычислителем. После чего из отдельных блоков кода формируется схемотехнический проект, где для блоков задаются входные и выходные сигналы.
Моделирование протокола передачи данных проведено в среде для отладки ModelSim-Altera, а также на отработочной плате. Моделирование подтвердило правильность выбранных решений в процессе создания протокола передачи данных. На заданную команду получена верная ответная квитанция с двумя байтами контрольной суммы. Переданные данные равны принятым данным, и контрольная сумма при приеме и передаче равны друг другу.
Материал, представленный в данной научной статье, может быть принят разработчиками за основу реализации обмена данными между техническими устройствами, для которых остро стоит вопрос экономии ресурсов ПЛИС.Библиографические ссылки
Ражиков В. Н., Беляев А. Н. Разработка механизма наведения бортовой антенны космического аппарата // Металлообработка. 2018. № 2 (104). С. 44–48.
Джеймс Куроуз, Кит Росс. Компьютерные сети. Нисходящий подход. 6-е изд. М. : Э, 2016. 912 с. ISBN 978-5-699-78090-7.
Дыбля А. Ю., Дыбля Ю. В. Использование промышленного интерфейса RS-485 и протокола передачи данных MODBUSRTU в системах диспетчеризации зданий // Славянский форум. Институт гуманитарных наук, экономики и информационных наук. 2019. № 4 (26). С. 319–327.
Помехоустойчивое кодирование в современных форматах связи / А. С. Костюков, А. В. Башкиров, Л. Н. Никитин, И. С. Бобылкин, О. Ю. Макаров // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2019. № 2 (15). С. 132–138.
Payal Gupta, Pankaj Gulhane. Design and Implementation of HDLC controller Using VHDL code. International Journal of Advanced Research, Ideas and Innovations in Technology, 2017.
Мыцко Е. А. Проектирование и реализация устройств на ПЛИС вычисления циклических избыточных кодов CRC32 // Высокопроизводительные вычислительные системы и технологии. 2019. № 1 (3). С. 60–67.
Харрис Д. М., Харрис С. Л. Цифровая схемотехника и архитектура компьютера. Дополнение по архитектуре ARM. М. : ДМК-Пресс, 2019. 356 с. ISBN 978-5-97060-650-6.
Басс А. В., Антонов М. А. Работа с ПЛИС с использованием языка описания аппаратуры Verilog // Известия тульского государственного университета. Технические науки. 2019. № 3. С. 19–24.
Joseph Cavanagh. Verilog HDL design examples. CRC Press Publ., 2017, 920 p. ISBN: 9781315103846.
Стешенко В. Б. ПЛИС фирмы Altera. Элементная база, система проектирования и языки описания аппаратуры. М. : ДМК-Пресс, 2015. 576 с. ISBN 978-5-97060-342-0.
