分布式試飛測試總線系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著航天技術(shù)的不斷發(fā)展，航天產(chǎn)品的復(fù)雜程度和現(xiàn)代化程度不斷提高，使其日益依賴于試驗(yàn)和測試手段。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和分布式處理技術(shù)的發(fā)展，為研究先進(jìn)的實(shí)時(shí)分布式機(jī)載試飛測試系統(tǒng)提供了良好的條件。機(jī)載試飛測試系統(tǒng)有別于其它測試系統(tǒng)，通常采用分布式的構(gòu)架，而且對系統(tǒng)總線的要求相當(dāng)苛刻，它不僅要求總線上的數(shù)據(jù)傳輸有實(shí)時(shí)性，而且對帶寬的要求也比較高。因此國內(nèi)外的不少試飛測試系統(tǒng)都是采用專用的總線，這些專用的總線，技術(shù)保密、沒有采用通用的傳輸介質(zhì)，給用

2、戶的功能擴(kuò)展及系統(tǒng)集成帶來麻煩。
　　以太網(wǎng)是時(shí)下比較流行和實(shí)用的數(shù)據(jù)傳輸方式，雖然它具有數(shù)據(jù)傳輸沖突的問題，但可以通過分時(shí)傳輸機(jī)制來解決。解決了數(shù)據(jù)傳輸沖突的以太網(wǎng)完全可以勝任飛機(jī)試飛測試，而且以太網(wǎng)技術(shù)比較成熟、速度快、成本低廉、通用性強(qiáng)，為試飛測試系統(tǒng)的發(fā)展提供了良好的支持。本課題研究的分布式試飛測試總線系統(tǒng)就是基于以太網(wǎng)設(shè)計(jì)的。
　　本課題綜合飛機(jī)試飛的實(shí)際要求，以以太網(wǎng)技術(shù)、分布式技術(shù)、時(shí)鐘同步技術(shù)、總線技術(shù)和FP

3、GA技術(shù)為基礎(chǔ)，提出了一種分布式試飛測試總線系統(tǒng)的構(gòu)架方案，完成通用硬件平臺設(shè)計(jì)及其功能實(shí)現(xiàn)。本論文重點(diǎn)解決通用的FPGA硬件平臺的構(gòu)架、內(nèi)外總線的定義與設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集與PCM輸出以及時(shí)鐘同步的設(shè)計(jì)等問題。論文主要包括以下幾個(gè)方面：
　?、僭谏钊胙芯楷F(xiàn)有的試飛系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，參照先進(jìn)的KAM-500試飛系統(tǒng)，提出了一種分布式試飛測試總線系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，分析了其硬件系統(tǒng)的構(gòu)成，完成了系統(tǒng)控制板卡、功能模擬板卡和內(nèi)總線底板的硬件電路板設(shè)

4、計(jì)，實(shí)現(xiàn)了小型化的試飛測試總線系統(tǒng)的硬件平臺。
　?、谘芯楷F(xiàn)有測試總線結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，利用以太網(wǎng)設(shè)計(jì)外總線，實(shí)現(xiàn)采集單元的同步控制與數(shù)據(jù)傳輸，并采用分時(shí)傳輸機(jī)制，避免數(shù)據(jù)傳輸沖突；利用現(xiàn)場總線思想設(shè)計(jì)內(nèi)總線，實(shí)現(xiàn)采集單元內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸，內(nèi)總線設(shè)計(jì)用硬件模塊實(shí)現(xiàn)，使數(shù)據(jù)傳輸達(dá)到更高實(shí)時(shí)性和更小的抖動。這樣的總線結(jié)構(gòu)大大提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。
　?、巯到y(tǒng)控制板卡在SOPC系統(tǒng)下，實(shí)現(xiàn)本地?cái)?shù)據(jù)與其它采集單元的數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆謺r(shí)控制

5、，并以自定義邏輯的方式實(shí)現(xiàn)內(nèi)總線數(shù)據(jù)的傳輸與控制；PCM板卡和AD板卡以硬件功能模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和輸出。
　?、軙r(shí)鐘同步也是試飛系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，以往的試飛系統(tǒng)都采用IEEE1588標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步，雖然它能達(dá)到很好的同步，但它實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜，特別是在沒有操作系統(tǒng)的情況下。本系統(tǒng)的時(shí)鐘同步在SOPC系統(tǒng)下實(shí)現(xiàn),采用IEEE1588標(biāo)準(zhǔn)的思想，對其進(jìn)行裁減和改良，使其實(shí)現(xiàn)簡單。
　　最后對本論文研究的分布式試飛測試總線系統(tǒng)進(jìn)行了