FPGA 有多種密度,通常以邏輯單元或門來度量。它們有多種形式架構,提供了豐富的 I/O 引腳可供使用。FPGA 還可提供內部存貯器。例如,當前由Xilinx 推出的一流的 FPGA 存貯容量比三年前約增加了 10 倍。而且還提高了內部速度,降低了成本。

　　現代 FPGA 海量的存貯和功能使其成為 MIL-STD-1553 設計最理想的選擇。其核心為預先定義的、且經過測試的功能,這些功能可以應用到 FPGA 設計中。促使工程師們為 MIL-STD-1553 實施選擇 IP 設計的原因有很多,其中包括：

　　廢棄部件管理——利用 IP 核心可以顯著地降低廢棄的風險。設計師不會束縛于某一個特定的部件、甚至是 FPGA 制造商。這與隨時可能會被放棄的單一來源的專用 MIL-STD-1553 協議 ASIC和處理器（及其制造方法）形成了鮮明的對比。對電路實施 FPGA后,設計可移植到最新的 FPGA 中,一般都無須改變其功能,減少了對軟件的修改（通常是項目中成本最大的部分）。

　　減小體 積、提高可靠性、降低功耗和重量——將多種功能,包括處理器、I/O、MIL-STD-1553 和背板電路綜合到單一的 IC 中,可顯著地減少部件數量、板卡空間和熱負荷。這樣就增加了可靠性,進而提高了 MTBF。減少部件數量可以降低飛行設備系統對重量、空間及功耗的需求。如圖 3 所示,設計人員可以將多種功能綜合到單一的邏輯設備中,減少了部件的數量和體積。

　　降低成本——由于實施了 FPGA 核心,生產和生命周期的成本會隨著時間而下降。FPGA 價格歷來是隨著項目的進行而顯著地下滑,而 ASIC 在長期的生產過程中價格卻會上漲。很多航空電子系統已經在其設計中采用了 FPGA,一個 MIL-STD-1553 核心實例可以輕松地融入現有的芯片或同系列的其他更密集的芯片中。單一 FPGA 中集中了多通道實例可進一步節省成本,只因為單一 FPGA 內可以容納多個通道接口。

　　便于重新編程——由 于支持對現場硬件的重新編程,核心的實施顯著降低了設計風險。如果系統需求發生變化,或者要修復一個錯誤時,基于 FPGA 的設計可以在軟件的控制下進行升級。這種靈活性還可以在硬件構造完成后,在硬件和軟件間重新區分功能。例如,如果在集成階段發現軟件不能有效地響應一個實 時事件,可以將該功能下移到 FPGA 級別,這樣就將原由軟件實現的功能轉化為硬件功能。

　　適應多種機體— —靈活、可重新編程的解決方案適于為多種機體構架或針對多用途基礎設計的飛航測試線上可更換件 (LRU)。由于 USAF和 NATO 的多種機體采用從 MIL-STD-1553B 標準分離出來的協議,所以多種機體的 LRU 需要靈活、可編程的設計。某些設計實施了通過特殊的子地址或模式代碼協議進行尋址擴展的數據集。很多固定翼和可旋轉翼飛機同時采用了較老的 MIL-STD-1553A 和 MIL-STD-1553B LRU,這就要求總線控制器和總線監視器能夠處理不同的協議。

　　對MIL-STD-1553 系統設計采用基于核心的實施

　　現代 FPGA 的強大功能使其成為 MIL-STD-1553 設計的理想選擇,這就是 Condor Engineering 推出 FlightCORE 的原因。FlightCORE 是一種允許設計人員在各種 Altera 和 Xilinx 的 FPGA中輕松實現無版權的實例化設計的 MIL-STD-1553 IP。多數情況下,利用Xilinx 綜合技術 (XST) 或 Altera Quartus II 集成綜合技術 (QIS),FlightCORE 1553 可以在兩天內成功地集成。如圖 4 所示,用戶只須將 Condor Engineering 的 IP 核心與其自身邏輯和 Condor Engineering 的個別化模塊 (3mm x 3mm) 集成,即可實現高性能的 MIL-STD-1553設計。FlightCORE 還允許開發人員選擇存儲器的大小以恰好地與其系統需求相匹配。圖4還顯示了可以實施內部存貯和/或外部雙端口隨機存貯器。該產品還提供了 Manchester II編碼與解碼、信息協議驗證與合法化及為接口控制和編程實施簡單的共享存貯架構等所有的必要組件。只需增加外部收發器即可,如標準的COTS MIL-STD-1553或RS-485收發器。

　　單一芯片上集中多個實例

　　類似 Condor Engineering 的FlightCORE 這樣的 MIL-STD-1553 解決方案需要少量的FPGA資源,約為 3,000個邏輯單元,148k bit的內存和不到 20個引腳（不包括外部主存總線）。較小的體積使在單一芯片上放置多個相互獨立的實例成為可能,如圖3 所示,某些程序可以在單一FPGA上集中8到10個實例。

　　結論

　　FPGA 與其容納的“知識產權”使設計人員可以對 LRU 進行修改或專門設計,以適應不同的航空電子通信、武器系統和日新月異的升級之間的微小差異。像Condor Engineering的 MIL-STD-1553、1Mb和10Mb的FlightCORE IP 這樣的通信核心,提供了一種直接而靈活的方法,可有效地解決日益增長的功能和廢棄問題。