数事共来与表用
USB技术在航天测试系统中的应用
刘琳
(上海航天电子技术研究所上海201109)
应用研究
摘要：介绍了USB技术在航天测试系统中的应用,详细潮述了基于USB总线技术的航天某型号测试设备速控逐测系统硬件、软件的设计开发和实现
关键调:USB测试系统蓬控途测
中图分类号：V556
文献标识码:A
文章编号：1007-9416(2013)11-0099-02
测试在航天各个型号的设计和研制过程中占据十分重要的地位。随着计算机技术的迅速发展，各种新的测试手段和方法也不断应用于航空航天额域，如：能拟仪器，VX技术，PXI技术以及其它总线技术等，测试设备的各项性能都得到了飞速提高。USB.总线以其快速、即插即用、支持热插拨等特点成为当今热点，在测试领域有着广周的发展前最。因此，将USB这一技术应用到测试系统中将是测试手段的又一个创新。不仅有利于我们提高测试产品各项指标，同时也使得产品适应目前计算机的主流接口，延长其在使用中的寿命，降低生产成本。
我们将USB总线技术应用于某航天卫星型号测试设备中遥控
遥测系统的研制中，下面分别介绍该系统的硬件和软件组成。 1系统硬件设计
遥控遥测系统采用USB2.0接口，控制接口采用Cypress公司的 CY68013A芯片.提供4Mbit/s的422输出速率。USB和FPGA之间接口采用GPIF与FIFO接口，数据自动传输，无需板上CPU干预，内部数据传输速率可以达到20MBvte/S。缓冲采用双SRAM，单个 SRAM缓冲容量512KByte。系统内置开关式稳压电源，对主机的供电稳定性要求低。针对USB供电电源不稳定，测试设备机箱设计了开关式AC-DC电源，使遥控遥测模块可以稳定工作，原理图如图1。
1.1USB接口芯片
CY7C68013是美国CVDreSs公司推出的USB2.0芯片，是一个全面集成的解决方案，它占用更少的电路板空间，并缩短开发时间。 CY7C68013主要结构如下：包括1个8051处理器，1个暂能串行接口引擎(SIE)1个USB收发器、16KB片上RAM(其中包括4KBFIFO)存储器以主1个通用可编程接口(GPIF)。
CY7C68013芯片能够充分实现USB2.0(2000版)协议，并向下兼容USB1.1。它的智能串行接口引肇执行所有基本的USB功能，将嵌人的MCU解放出来以用于实现其它丰富的功能，以保证持续高速有效的数据传输；CY7C68013芯片具备固件软配置的特点，可将需要在CY7C68013上运行的固件，存放在主机上，当USB设备连上
USn热口电源模块
数据输编山
优电选择
电压转换 + CY7C68013A SB2.0芯片
SRAM
FPGA(控制核心)
SRAM
图1遥控遥测系统原理框图
DC.DC附高电源
输出
高速
422 4
主机后，下载到设备上，这样就实现了在不改动硬件的情况下很方便地修改固件。
1.2FPGA逻辑控制模块
FPGA是遥控遥测系统的控制核心，协调各芯片工作，实现收数、发数功能我们选用的是AIteral公司的EP1C12Q24C6。这里采用FPGA设计乒乓缓存控制器，控制两片SRAM的读写切换。在这种结构中，将输人数据流通过输人数据选择单元等时地将数据流分配到两个数据缓冲区在第1个缓冲周期，将输人的数据流缓存到 SRAM1中，在第2个缓冲周期，通过输人数据选择单元的切换，将输人的数据流缓存到SRAM2中，同时，将SRAMI中缓存的第1个周期的数据通过输出数据选择单元的选择送出，第3个缓冲周期，再次切换数据的输人与输出缓冲模块。如此循环，周而复始，从面实现实时数据流的无缝缓冲和处理。
1.3SRAM存储芯片
SRAM采用IS62WV25616BLL55TI,容量为256K×16bit.本
系统使用两片SRAM构成256K×32bit的高速缓存， 2系统软件设计
软件开发环境选用VisualC++6.0,KeilC51,DDK软件界面为图形化界面。软件运行平台为Windows2000或WindowsXP。系统软件包括设备固件程序，设备驱动程序和主机应用程序三个部分。
2.1设备图件程序：
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图1固件程序框架流程图