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北京石竹科技 來源鏈接：
http://www.vme.cn/content/solution/solution_nr.asp?id=98
本文介紹了一種使用CAV-1553B板卡實(shí)現(xiàn)硬件自動(dòng)發(fā)送1553B總線非周期消息的方法。該方法通過使用條件Block來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)用戶設(shè)置的條件（如狀態(tài)字、數(shù)據(jù)字匹配或匹配的次數(shù)）滿足時(shí)，CAV-1553B板卡上的固件將自動(dòng)啟動(dòng)非周期消息的發(fā)送。使用該方法，無需軟件介入，可實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)非周期消息的發(fā)送，為用戶實(shí)現(xiàn)發(fā)送矢量字的模式字提供了一種方便的方法。
1553B總線數(shù)據(jù)傳輸控制
1553B總線通常按固定的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間表工作，即周期性的安排數(shù)據(jù)傳輸。需要根據(jù)數(shù)據(jù)通信任務(wù)的最大和最小發(fā)送周期以及允許的傳輸延遲來確定時(shí)間表的安排。大多數(shù)在總線上傳輸?shù)南⑹前匆欢ǜ骂l率發(fā)送的周期性消息，周期消息中更新最慢的消息的周期被定為大周期（也被稱為“主幀”），如下圖所示。在一個(gè)大周期內(nèi)，所有周期性的傳輸至少發(fā)生一次。典型的大周期是幾百毫秒，一些重復(fù)頻率極低的消息，如幾秒鐘一次的周期性自檢測(cè)及其相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸，則按非周期消息處理。
圖1 大周期和小周期
消息中刷新頻率最快的通信任務(wù)對(duì)應(yīng)小周期（也被稱為“子幀”），為了設(shè)計(jì)的方便，取大周期為小周期的整數(shù)倍，并且該整數(shù)位2的整數(shù)次冪。如果消息的最大允許傳輸延遲小于其更新的時(shí)間間隔，則以消息的最大允許傳輸延遲作為其安排時(shí)間表周期的依據(jù)。假設(shè)一個(gè)總線系統(tǒng)需要傳輸若干個(gè)周期消息，其中更新最慢的消息為400ms一次；更新最快的消息為每20ms一次，這種消息最大允許的傳輸延遲時(shí)間是15ms。那么，我們可以把大周期定為400ms，小周期定為12.5ms，即一個(gè)大周期被分為32個(gè)小周期。
一個(gè)小周期內(nèi)包括小周期同步消息、周期消息和非周期消息。小周期同步消息一般是同步方式指令或具有同步功能的數(shù)據(jù)消息，用來表示小周期的開始。小周期同步消息不是必須的，實(shí)際上，在相當(dāng)多的應(yīng)用中都沒有使用這種消息。周期消息具有特定的更新速率，可以通過在特定的小周期安排周期消息來實(shí)現(xiàn)消息的更新速率。非周期消息通常是由某些事件觸發(fā)的，并且會(huì)引發(fā)其他條件事件。在每一個(gè)小周期中，非周期消息一般插在周期消息之后傳輸。
消息在小周期中的分布，要考慮消息的更新速率、允許的傳輸延遲時(shí)間和總線負(fù)載均衡等因素。在前面的例子中，如果某個(gè)消息的最大允許延遲時(shí)間是15ms，那么這個(gè)消息在每個(gè)小周期中都要安排傳輸一次，以保證一旦這個(gè)消息產(chǎn)生新數(shù)據(jù)，可以在最大允許延遲時(shí)間之內(nèi)傳到目的終端。假如某個(gè)消息的更新周期和最大允許延遲時(shí)間都是25ms，那么可以在每?jī)蓚€(gè)小周期中安排一次傳輸，也就是每間隔一個(gè)小周期安排一次?？紤]到總線負(fù)載的均勻分布，每個(gè)小周期安排的總的消息傳輸量應(yīng)該是相當(dāng)?shù)摹?br />
由于消息間隔、RT響應(yīng)時(shí)間、總線上偶發(fā)的重試等因素的影響，一個(gè)消息在每個(gè)小周期內(nèi)的傳輸時(shí)間不完全一樣。因此不同的小周期，或者相同的小周期不同次的傳輸，消息占用的時(shí)間都是不一樣的。小周期可以依據(jù)系統(tǒng)時(shí)鐘定時(shí)傳輸，即每個(gè)小周期都占用分配給它的固定時(shí)間，在上例中是12.5ms，那么消息傳輸完后常常會(huì)有空閑時(shí)間。也可以充分利用總線提供的帶寬，一個(gè)小周期的消息傳輸完之后，即刻啟動(dòng)下一個(gè)小周期的消息傳輸，此時(shí)小周期的傳輸實(shí)際上不是以固定頻率啟動(dòng)的，因此稱為異步傳輸。
硬件自動(dòng)非周期消息發(fā)送控制方法
條件Block介紹
在CAV-1553B產(chǎn)品中，子幀中的每條消息在BC數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中都是由Message Block定義的，每個(gè)Mssage Block都對(duì)應(yīng)一個(gè)Message buffer，用來存放發(fā)送或接收到的數(shù)據(jù)。Mssage Block中包含一個(gè)控制字（BC_control_word）用來指示Block的類型，如消息Block、條件Block等。
其中條件Block是一種特殊的Block，它不是1553B消息Block，因此沒有Message buffer。用戶可通過條件Block來設(shè)置一定的條件，硬件自動(dòng)檢測(cè)條件。當(dāng)條件不滿足時(shí)，發(fā)送指定的周期消息；當(dāng)條件滿足時(shí)，發(fā)送用戶指定消息。例如：當(dāng)檢測(cè)到某條消息中RT狀態(tài)字的服務(wù)請(qǐng)求位置’1’時(shí)，發(fā)送用戶指定的非周期消息。
條件Block中需要設(shè)置的項(xiàng)及含義如表1所示。
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設(shè)置項(xiàng)
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含義
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Next_message_ num
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指定條件不滿足時(shí)，執(zhí)行的消息
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Branch_message_num
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指定條件滿足時(shí)，執(zhí)行的消息
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BC_control_word
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指定Block的類型
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Test_word_address
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給出一個(gè)判斷對(duì)象的地址，這個(gè)判斷對(duì)象可以是命令字、狀態(tài)字、數(shù)據(jù)字。
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Data_mask
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Test_word的位有效指示字
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Data_pattern
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判斷結(jié)果
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Cond_count_value
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條件滿足次數(shù)
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表1 Block的設(shè)置項(xiàng)
(1) 設(shè)置當(dāng)前Block的類型為條件Block。
將Block的BC_control_word設(shè)為CONDITION_BLOCK。
(2) 設(shè)置條件滿足/不滿足時(shí)執(zhí)行的消息。
指定條件滿足時(shí)執(zhí)行的Branch_message_num和條件不滿足時(shí)執(zhí)行的Next_message_ num。
(3) 設(shè)置條件。
首先，可在設(shè)置好的消息鏈表中指定一個(gè)字（Test_word）作為判斷的對(duì)象，這個(gè)字可以為命令字、狀態(tài)字或數(shù)據(jù)字，給出該字的地址Test_word_address。其次，給出Test_word的位有效指示字Data_mask和需要作比較的字Data_pattern。
將Test_word和Data_mask相與的結(jié)果與Data_pattern作比較，若等于則條件滿足，否則條件不滿足。
(4) 設(shè)置次數(shù)。
設(shè)置次數(shù)Cond_count_value，范圍從0到65535。當(dāng)條件滿足并且次數(shù)也滿足時(shí)，執(zhí)行Branch_message_num，否則執(zhí)行Next_message_num。
使用條件Block發(fā)送非周期消息示例
(1) 消息的設(shè)置
在主幀中設(shè)置一個(gè)子幀，子幀周期為4ms，子幀中包含以下四條消息：
Ø Block [0]: BCRT消息，RT地址1，子地址1，32個(gè)數(shù)據(jù)字。
Ø Block [1]: BCRT消息，RT地址1，子地址2，32個(gè)數(shù)據(jù)字。
Ø Block [2]: 條件Block。
Ø Block [3]: RTBC消息，RT地址1，子地址1，32個(gè)數(shù)據(jù)字。非周期消息。
設(shè)置子幀中BC消息的鏈表順序?yàn)椋?/span>
圖2 消息發(fā)送順序
(2) 條件Block的設(shè)置
條件為判斷消息1中RT回的狀態(tài)字中的SERVICE_REQUEST被置位，匹配次數(shù)為2次。條件滿足時(shí)發(fā)送消息3，條件不滿足時(shí)發(fā)送發(fā)送周期消息。
條件Block的具體設(shè)置如下：
Ø 指定Branch_message_num = 3，Next_message_num = 0。
Ø Test_word_address為消息1中狀態(tài)字的地址。
Ø Data_mask = 0xF900；Data_pattern = 0x0900。
Ø 次數(shù)Cond_count_value = 2。
(3) 消息的傳輸
子幀周期為4ms，子幀中消息的發(fā)送方式：當(dāng)條件不滿足時(shí)，發(fā)送周期消息，如圖3所示；條件滿足時(shí)，消息的發(fā)送順序如圖4所示，此時(shí)非周期消息3被發(fā)送一次。之后仍按照?qǐng)D3的順序發(fā)送，直到再次條件滿足時(shí)才發(fā)送非周期消息3。
圖3 條件不滿足時(shí)消息發(fā)送順序
BC Block設(shè)置示例代碼見附件example_core_pass4.cpp。
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