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IEEE 1394串行总线是下一代星载数据总线的重要候选方案之一,也将是未来空间设备与控制单元连接的标准接口之一。下一代星载数据总线的发展得到了美、欧、日等发达国家航天局的大力支持,比如欧空局也力推SpaceWire成为星载总线标准。
本文是为了掌握IEEE1394工作原理,探索该接口技术的开发方法,并针对星载成像光谱仪和地面试验系统数据传输的要求,完成1394接口板硬件和固件设计,结合PC端的客户应用程序及驱动,实现了数据的传输。与同类方案相比,IEEE1394在技术层面、星载数据总线及地检设备数据传输三个方面均有明显的优势。
首先总结了星载数据总线的五个要求并对比了地检设备数据传输方案,并说明IEEE1394总线是面阵CCD数据传输的理想选择;接着较深入地剖析了1394协议及其基本原理;其次则详细地介绍1394接口板的硬件/固件以及上位机(PC机)基于WDM模型驱动程序/客户应用程序的设计。其中采用Verilog硬件描述语言完成FPGA的固件程序设计是本文的重难点。在硬件和固件设计中,均采用了从顶至下的设计方法,这样做的好处是不仅结构分明,便于理解,而且极其有利于后续功能的扩展。最后部分对课题研究中所取得的成果和下一步研究计划进行了总结。