SDX总线与Wishbone总线接口转化的设计与实现

随着微电子设计技术与工艺的迅速发展，数字集成电路逐步发展到专用集成电路(ASIC)，其中超大规模、高速、低功耗的新型FPGA的出现，降低了产品的成本，提高了系统的可靠性。同时，各种电子产品的复杂度和现代化程度的要求也逐步提高，文中针对机载信息采集系统的可靠性、数据管理的高效性以及硬件成本的需求。设计实现了与Wishbone总线SDX总线的接口转化，完成了数据采集功能模块与SDX总线协议之间的数据传输。

该设计主要采用硬件描述语言VerilogHDL在可编程逻辑器件FPGA上实现，由于数据采集功能模块繁多，而Wishbone总线可以与任何类型的ROM或RAM相连，因此需在SDX总线与数据采集模块中嵌入Wishbone总线，使得整体设计简单、灵活，且数据能够高效、快速的传输。

　　1 SDX总线协议

　　1.1 SDX总线结构

SDX总线属于非平衡配置的点对点和多点链路，站点类型分为主站和从站，其数据传输方式为非平衡配置的指令/响应方式。与国际标准化组织ISO制定的开放系统互联模型OSI/RM相比，参考模型只分为3层：物理层、数据链路层和应用层，如图1所示。

图1 SDX参考模型与OSI/RM的对应关系

　　1.2字格式及其各位场的含义

SDX总线采用面向消息的传输控制规程作为通信协议，选用曼彻斯特Ⅱ双相电平编码，总线最大传输速率20Mbit·s-1,字长为20位。总线传输速率20Mbit·s-1时，每字占1μs.规定每次传输一个消息的过程应包括指令字、数据字和状态字几个部分。每种字的字长为20位，有效信息位为16位，每个字的前3位为单字的同步字头，而最后一位是奇偶校验位。同步字头的作用是标识每个字的开始，起字同步作用。奇偶校验采用奇校验，在发送端对16位有效位补齐，而在接收端进行奇校，用于检验字传输中有无错误。需要指明的是：无论是何种字类型，各场的数据总是高位(MSB)传输在先。

(1)指令字结构。

指令字只能由主站发送，它的内容指明主站要与哪个从站对话，规定了该次数据传输的地址方向和服务类型。其格式如图2所示。

图2数据传输的地址方向和服务类型格式

方向和服务类型

1~3位：同步字头(SYN)，前1.5位为101,后1.5位为000时标识指令字或状态字。

4~13位：10bit远程模块地址(RA[9:0])，全"0"时为广播地址，其余为各远程模块地址。

14位：读写控制位R.该位为"1"时，表明主站要从被寻址的从站中读取数据;为"0"时，表明主站要从被寻址的从站中写入数据。

15~18位：当RA[9:0]为非全"0"时，EP[3:0]有效。需要强调的是：当RA[9:0]为非全"0",端点地址为全"0"时，该地址为从站的系统管理访问地址。

19位：状态字指示位S,当该位为"0"时，表明有效字为指令字;当该位为"1"时，表明有效字为状态字。

20位：奇偶校验位(P)，该字的奇偶校验位，奇校验有效。