基于FPGA的星载UART通讯设计与实现  被引量:8

Design and Realization of Spaceborne UART Communication Using FPGA

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作  者:陈仁[1,2] 王海英[1] 华建文[1,2] 樊庆[1,2] 李文辰[1] 

机构地区:[1]中国科学院上海技术物理研究所 [2]中国科学院红外探测与成像技术重点实验室,上海200083

出  处:《科学技术与工程》2015年第13期212-217,共6页Science Technology and Engineering

基  金:国家科工局“十二五”民用航天课题(Y1K1300G0)资助

摘  要:通用异步收发器(universal asynchronous receiver transmitter,UART)广泛应用在星载仪器单机内部通信。针对复杂的空间电磁环境,电路受宇宙射线、单粒子影响较大的特点,研究了面向空间环境应用的UART电路设计方法。该方法在硬件上,使用抗辐照反熔丝型FPGA和军品级的通信接口芯片,实现UART通讯的总线拓扑连接结构。软件上,使用硬件描述语言完成串口通信协议,结合三模冗余串行TMR、并行TMR技术、数字滤波技术,提高系统的容错能力,提高系统的可靠性。给出了UART收发电路的工作原理、实现框图,并进行了仿真实验,实验结果验证了该方法的有效性。UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) is widely used in spaceborne instruments in- ternal communication. Aiming at the complex electromagnetic environment in space, the circuit is suffering from cosmic rays and Single-Event Upset, the UART circuit design method for space environment applications was stud- ied. The hardware method useantiradiation antifuse FPGA and military grade communication interface chip to real- ize the bus topology UART communication connection structure. The software method use hardware description lan- guage to complete the serial communication protocol, combined with the Triple Modular Redundancy serial TMR, parallel TMR technology, digital filtering technology, enhance the fault-tolerant ability of the system, improve the reliability of the system. Operational principle and implementation block diagram of UART transmitting and receiv- ing circuit are given. The experimental results show the effectiveness of the method.

关 键 词:UART 三模冗余 FPGA 

分 类 号:V447.1[航空宇航科学与技术—飞行器设计]

 

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