Gestione Di Un Protocollo Di Scambio Dati Per Bus Parallelo Proprietario Implementato Su Tecnologia Fpga

AutoPilot Emulator (APE) Gestione di un Protocollo di Scambio Dati per Bus Parallelo Proprietario Implementato su Tecnologia FPGA

A. Russo / G. Ferrara Test Equipment Department MBDA Italia S.p.A., Fusaro

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Sommario

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Contesto operativo dell’applicazione APE Requisiti di test del sistema per APE Architettura della stazione di test Architettura HW/SW di APE Funzionalità base di APE Funzionalità estese di APE Sviluppi futuri dell’applicazione APE

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Il contesto operativo…

• • •

In un sistema missilistico l’Autodirettore (Seeker, AD) ha il compito di operare l’inseguimento radar del bersaglio. L’AD viene controllato da un Assieme Autopilota (AP), deputato allo scambio dati tra l’AD e le altre parti del sistema. Nel caso in esame: la connessione AP/AD è realizzata da un bus parallelo a 8 bit dedicato, con velocità di trasmissione di 2.5 Mo/s e un protocollo di tipo command/reply.

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I requisiti: Modalità di Scambio Dati su Bus Parallelo

•

L’Autodirettore segnala disponibilità allo scambio dati attivando periodicamente un interrupt (ITAD):

•

L’Autopilota gestisce lo scambio dati sul bus mediante i segnali di controllo H (clock), COXX, DXX:

Ø Ø

Attiva H quando l’AD è attivo (ITAD = 0). Trasmissione/Ricezione di un dato: su di un fronte di salita di H pone COXX↓ o DXX↓ per segnalare all’AD che scriverà o leggerà un dato sul successivo fronte di salita di H.

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I requisiti: Struttura dei Dati di Scambio su Bus Parallelo

•

I dati di scambio sono organizzati in messaggi

Ø

Se N è il numero di ottetti da scambiare (message data), un messaggio è costituito da N + 2 ottetti: § Start Command Data § N message data § Stop Command Data

Ø

•

AP usa il segnale di controllo COXX per gli ottetti start/stop e DXX per i message data

I messaggi sono organizzati in trame, strutture ripetitive che stabiliscono quanti e quali messaggi vanno scambiati in corrispondenza di un numero fisso di cicli ITAD Frame / ITAD number

ITAD 0

ITAD 1

ITAD 2

ITAD 3

Frame0

MESS-9 MESS-4 MESS-7

MESS-9 MESS-5

MESS-9

MESS-9

Frame1

MESS-9 MESS-4 MESS-7

MESS-9 MESS-5

MESS-9 MESS-3

MESS-9 MESS-2

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La soluzione: La stazione di collaudo per l’AD

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La soluzione: L’AutoPilot Emulator (APE)

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Funzionalità di APE_TARGET: Clock Generator (1) Requisito: “Attivare il segnale di Clock nell’intervallo di tempo in cui l’AD è attivo (ITAD = 0)” Algoritmo:

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Funzionalità di APE_TARGET: Clock Generator (2) Requisito: “Attivare il segnale di Clock nell’intervallo di tempo in cui l’AD è attivo (ITAD = 0)” Codice LabVIEW for FPGA:

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Funzionalità di APE_TARGET: Ricezione Dati Requisito: “Su un fronte di salita di H porre DXX↓ per segnalare all’AD che può scrivere un dato che APE leggerà sul successivo fronte di salita di H” Codice LabVIEW for FPGA (parallelo al precedente):

Nota: Il dato pervenuto dall’AD viene salvato in una coda DMA.

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Funzionalità di APE_TARGET: Trasmissione Dati Requisito: “Su un fronte di salita di H porre COXX↓ o DXX↓, per segnalare all’AD che può leggere un dato sul successivo fronte di salita di H” Codice LabVIEW for FPGA:

Nota: Anche il dato trasmesso all’AD viene salvato nella coda DMA.

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Funzionalità di APE_TARGET: Scambio Dati in un Ciclo di ITAD

•

In corrispondenza di ciascun evento ITAD↓ devono essere scambiati N messaggi, ciascuno dei quali contiene un certo numero di dati.

•

L’algoritmo completo è del tipo: Wait ITAD ↓ for (i = 0; i <

NumOfMessages – 1; i++)

{ // Send Message[i].StartCommandData for (j = 0; j < Messages[i].NumOfData – 1; j++) // Transfer Message[i].Data[j]; // Send Message[i].StopCommandData }

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Funzionalità di APE: Organizzazione/gestione dei dati di scambio

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Struttura di un Message Packet

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Algoritmi di Trasferimento di un Message Packet

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APE_HOST::SendToTarget(MessagePacket)

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APE_TARGET::GetFromHost(MessagePacket)

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Funzionalità di APE_HOST: Ricezione Dati AD da APE_TARGET

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Altre Funzionalità di APE

•

•

APE Exchange Data Internal Tracing (AEDIT)

Ø

Oltre al trasferimento ad APEC dei dati di scambio, APE conserva un’ulteriore loro copia in Reflective Memory.

APE Parallel Bus Analysis (PBA)

Ø

In fase di scambio dati, APE analizza lo stato del bus e delle linee di controllo ITAD, COXX, DXX, H registrando in Reflective Memory l’occorrenza dei seguenti eventi: 1) ITAD↓ 2) ITAD↑ 3) “dato di comando presente sul bus" 4) “dato di messaggio presente sul bus"

NB: Le uscite di AEDIT e PBA costituiscono una rappresentazione alternativa dei dati di scambio.

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Implementazione del Parallel Bus Analyzer (1)

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Implementazione del Parallel Bus Analyzer (2)

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Performance di APE

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Evoluzione dello Stato di APE

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Struttura di Controllo in Reflective Memory

•

Message Data Table

Ø

•

Exchange Data Table

Ø

•

Rappresentazione Trame (controllo dello scambio)

APE Working Mode Table

Ø

•

Dati di messaggio

Stato di APE e stato della connessione APE/APEC

APE Command Data Table

Ø

Rappresentazione e controllo dei comandi di APEC

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Sviluppi futuri dell’applicazione APE

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Implementazione di una versione Standalone di APE.

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Migrazione in APE_HOST della funzione “Target Generator Controller” dell’attuale stazione di test.

•

Autori:

• •

Adolfo Russo : [email protected] Gianluigi Ferrara: [email protected]

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