1394子卡配置表升级系统设计与实现

1394子卡配置表升级系统设计与实现

陈晓飞 庞建豪 郑沛洲

中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 陕西西安 710065

摘要：军用1394网络广泛应用至航空航天领域，1394子卡作为1394总线网络的实体节点，完成了物理层、链路层和协议层功能，并依据总线配置表完成了确定性通信。本文基于RS232串口实现了一种1394总线配置表升级系统，给出了系统升级环境搭建、配置表串口升级通信协议和软件流程，为1394子卡产品维护升级提供了有力保证。

关键词：1394总线；配置表；串口

1　引言

Mil-1394总线广泛应用于航空航天领域，为保证Mil-1394总线的确定性传输，使用配置表进行通信调度。1394子卡作为Mil-1394总线的节点实体，完成了总线节点物理层、数据链路层和协议层和配置表调度功能，物理层完成8B/10B数据比特流编码，数据链路层完成数据帧组包，协议层完成协议处理，通信调度和资源分配，配置表完成确定性通信定义和数据流规划，包含了源节点、目的节点、发送消息ID、消息长度，通道号等通信信息。

本文在深入理解Mil-1394总线传输机理的基础上，利用RS232串口总线设计实现了地面环境下的1394子卡配置表升级功能。

2　配置表升级系统

配置表升级系统硬件由PC机、串口卡、1394子卡、测试工装及嵌入式CPU组成，1394子卡与嵌入式CPU通过PCIe总线连接，嵌入式CPU与串口卡之间通过串口线连接；软件包括配置升级工具软件和嵌入式CPU软件，串口卡采用MOSA的CP-168U，嵌入式CPU采用PPC8687,其系统框图如下所示：

图1配置表升级系统

首先配置工具生成.BIN格式的总线配置表，配置升级工具软件从本地读取.BIN文件后存入PC机缓存中，通过串口协议下发至嵌入式CPU，嵌入式CPU对其进行完整性校验后调用1394子卡API接口，对配置表进行烧写，实现总线配置表升级功能。

3　串口升级协议

串口作为本次升级的通路，需要完成配置表数据传输，为保证完整性传输，设计串口升级协议，其中包格式按照16进制如下所示: 0xAA Cmd  Len Payload1 Payload2  PayloadN 0x55。其中0xAA 代表数据帧包头，Cmd代表数据帧命令，0x01代表主配置表升级命令，0x02代表主配置表读取命令，0x03备份配置表升级命令，0x04代表备份配置表读取命令，Len代表本次传输的数据负载长度，Payload代表传输的配置表数据。通过此数据帧完成配置表升级工具软件与嵌入式CPU软件的数据通信，完成配置表升级与校验。

4　软件设计

1394子卡配置表升级系统上位机软件为配置升级工具软件，下位机软件为嵌入式CPU软件。上位机完成配置表数据本地加载，配置数据发送，配置校验数据接收功能与完整性传输功能，下位机完成配置数据接收、烧写、读取与数据传输完整性校验功能。软件架构如下：

图2 配置升级工具软件软件架构

配置升级工具软件驻留于PC机，使用C Sharp开发，完成配置表数据读取、配置表数据发送、串口协议实现、配置表数据接收和界面交互，主要函数包括：

CfgData_Read：完成配置表文件读取与加载；Com_PacketMake:串口协议实现，完成串口协议组包。Com_PacketSend：建立发送消息结构体并完成数据包发送。Com_PacketRev：建立接收消息结构缓存并注册接收回调函数。UI_Show：完成烧写进度条显示，烧写和校验结果显示。

嵌入式CPU软件驻留在CPU端，完成配置表数据接收、配置表数据发送、串口组包、配置表烧写、配置表读取和数据校验功能。

嵌入式CPU软件流程图如下：在初始化1394子卡和CPU资源后，进入接收线程，持续监控是否有接收消息，若有接收消息且为配置表烧写指令，CPU调用配置表烧写接口将配置表烧入FLASH中，烧写完成后，调用配置表读接口，并对读取的数据进行校验，并回传校验结果，配置升级工具软件对烧写过程进行界面显示，完成1394子卡配置表升级系统软件交互。主要函数如下：CPU_CfgData_Revcon：从串口接收配置表数据；CPU_CfgData_Send：发送配置表数据；Com_Init:串口初始化；Cfg_Flash_Program:配置表数据烧写；Cfg_DataCheck:配置表数据校验。

图3嵌入式CPU软件流程图

5　系统验证

搭建如图1所示的1394子卡配置表升级系统后，操作流程如下：1）打开配置表升级工具2）选择本次升级的配置表，3）开始加载；4）回读校验，经过系统验证后，运行结果表明该升级系统满足实际需求，该升级系统已成功应用到项目中，节省了升级人力成本。

6　总结

本文基于RS232串口设计并实现了1394子卡配置表升级系统，并对该系统架构组成、串口通信协议、配置升级工具软件与嵌入式CPU软件架构和实现流程进行了详细阐述，该配置表升级系统已成功应用到项目中，大大提高了升级效率，具有很强的工程价值。

参考文献

[1] 魏艳艳，袁晓军，蔡叶芳，牛少平. 基于SPI的1394总线配置表加载设计与实现[J]. 无线科技, 2020,17（7）：122-123.

[2] 郑沛洲，范祥辉，陈晓飞，袁邦. 1394总线远程节点配置表管理软件的设计与实现 [J]. 电脑编程技巧与维护，2022 ，442(4) ：26-28.

[3] 马贵斌，周国琦，田珂. 军用数据总线技术发展综述[J].光电与控制，2010（6）：48-51.

[4] 胡亮，张志伟.1394b 总线信号质量测试系统设计与实现[J]. 光电技术应用，2018（3）：52-57.