光传飞行控制交叉通道数据链路接口技术研究

交叉通道数据链路是实现三余度飞控计算机之间信息交换的枢纽,以往开发的三余度光传操纵系统大都采用了串口(RS232)协议来实现,其传输速率较低,达不到现代飞控计算机之间数据传输的高要求。为此,设计了一套以PCI总线控制器PLX9054和FPGA为核心的双向高速数据光纤传输接口卡,设计了该数据传输卡的基本结构和单元组成;详细阐述了PCI总线接口软硬件设计方法、时序及注意事项,并深入分析了FPGA的功能逻辑模块和光电转换模块的实现方案;最后开发了基于DriverStudio的设备驱动程序,并进行了系统测试。结果表明本接口卡可以满足飞控计算机之间余度数据交换的要求。     

无人机双余度MPC5554飞控计算机

为了提高无人机飞控计算机的可靠性,结合工程实践,设计了一种双余度飞行控制计算机系统。该系统在以MPC5554处理器为核心的飞控计算机基础上,加入一套硬件相同且功能相同的飞控计算机并添加少量硬件及软件模块,以较小成本大大提高飞控计算机的可靠性。该方法实施简单、成本低、易移植,较工程化,具有较好的通用性。     

飞控计算机的三余度架构及可靠性研究

余度架构设计是解决飞控计算机可靠性问题的有效途径。基于高可靠性飞控计算机系统对可靠性和容错性的特殊要求,提出一种新型三余度飞控计算机的余度架构方案,简要描述飞控计算机冗余设计方法,给出软硬件的总体框架设计,最后利用马尔可夫方法对该方案进行可靠性分析,通过观察故障覆盖率和失效率对飞控计算机整体可靠性的影响,验证了此余度架构方案的可行性。     

非相似双余度机载告警计算机系统设计与实现

为了抑制计算机系统软件和硬件可能发生的共模故障,在余度技术的基础上,分析了非相似余度技术及其采用的余度结构和余度数量。分别从硬件架构设计、软件架构设计及热备份切换逻辑等方面详细论述了一种非相似双余度告警计算机的设计和实现方法,并且使用故障树模型分析方法在实验数据的基础上对该系统的可靠性进行了分析和计算。结果表明,采用非相似双余度技术可以有效地抑制系统的软件和硬件可能发生的共模故障,将机载告警计算机系统的可靠性提高到0.999 97。     

波音777电传飞控系统的容错设计浅析

电传飞控系统必须满足极其严苛的功能完整性和可用性要求,其核心在于相关硬件资源的容错设计。在波音777上,与飞行控制相关的硬件系统,如飞控计算机,ARINC629总线等,都具备三余度的余度结构。多余度系统的设计还需要包含部件隔离和功能隔离以解决共模故障的问题。     

一种基于SOC的主备切换1553模块设计与实现

传统的GJB289A总线网络远程终端(RT)硬件结构一般采用单路双余度设计,且整个硬件电路包括处理器、存储器、协议处理器、FPGA、收发器、变压器等多个器件,模块复杂度高、重量大、功耗高、可靠性低。本文提出了一种基于SoC芯片的主备切换1553模块设计方案,实现了GJB289A总线中的RT功能,并从硬件及软件设计上阐述了模块的设计与实现。该模块采用主备切换模式实现双路余度设计,在不增加总线调度复杂度的同时,提高通信可靠性;采用SOC芯片及收发器、变压器一体设计降低模块复杂度、减轻模块重量、降低功耗。通过多个项目使用表明,模块功能、性能可靠,功耗低,对机载网络发展有重要意义。     

阵列信号DOA估计MUSIC算法的DSP实现

阐述了阵列信号处理中广泛采用的用于来波方向(DOA)估计的多信号分类(MUSIC)算法原理及基于信息论准则的信源数目判别方法;介绍了数字信号处理器(DSP)ADSP21160的性能特点,给出了基于该DSP实现该测向算法的数字信号处理模块硬件系统组成框图及系统各部分功能;重点介绍了基于ADSP21160的系统初始化设置及采用MUSIC算法实现DOA估计的程序设计方法与过程,并给出该软件实现的程序流程.     

光纤通道仲裁环网的容错技术研究

为了满足机载分布式计算系统内部数据传输的高带宽和高可靠性需要,文中提出了面向机载分布式计算系统应用的光纤通道仲裁环网的容错技术,即硬件冗余和重构算法．重点讨论了光纤通道接口设计,四余度光纤通道仲裁环网的互连结构,以及四余度光纤通道仲裁环的故障分类、模式切换和重构算法．     

双余度无刷直流电机控制系统研究

在复杂工况条件下,由于维修不便,对无刷直流电机的可靠性要求较高。双余度无刷直流电机则能较好的解决此问题。本文设计了基于DSP的双余度无刷直流电动机驱动控制系统,详细介绍了系统DSP控制器的硬件电路设计,实现对电动机的位置、速度和电流的检测,给出了系统软件设计方案及控制策略,从而实现对整个系统的控制。结果表明,该控制系统,硬件电路结构简单,系统实时性好,响应快,具有良好的控制性能及动态特性。     

基于嵌入式技术的小型恒压控制系统的设计与实现

当前设计的小型恒压控制系统在恒压工作模式下的控制精度低,并且稳定性较差,存在明显的弊端。因此,设计基于嵌入式ARM处理器的小型恒压控制系统,系统的硬件以S3C2440芯片为控制核心,通过主控芯片的外围接口扩展硬件电路,采用具有细分控制技术的电机驱动器和S3C2440芯片的PWM定时器,对步进电机转速进行精密恒压控制。采用模块化思想设计系统的硬件模块,主要包括主控模块、存储模块、数据采集模块、电机驱动模块、通信模块等。系统实现部分给出了系统主程序流程,以及采用模糊PID智能控制算法实现恒压输出控制的过程。实验结果表明,所设计系统具有较高的控制精度和稳定性。     

三余度飞控计算机架构及其可靠性研究

余度架构设计是解决飞控计算机可靠性问题的有效途径。为了满足高可靠性飞控计算机系统对可靠性和容错性的特殊要求的目的,提出一种新型三余度飞控计算机的余度架构方案,描述飞控计算机冗余设计方法,设计余度计算机软硬件的总体框架,采用马尔可夫方法对该方案进行了可靠性分析,获得了故障覆盖率和失效率对飞控计算机整体可靠性的影响结果,得到所设计余度架构方案可行的结论。     

UHF RFID读写器控制模块的SOPC设计

为简化UHF RFID读写器系统设计,提高读写器控制模块控制协调能力、抗干扰强度、降低功耗,提出了一种基于NiosⅡ处理器的UHF RFID读写器控制模块的SOPC设计方案。采用SOPC设计理念,在一个可配置的FPGA芯片上嵌入NiosⅡ处理器,搭载操作系统,实现收发信号的数字处理控制及与上位机系统的通信控制。根据设计需要充分配置了处理器性能,给出了模块硬件结构,模块与上位机、数字基带处理模块间的通信接口及模块软件设计流程图。仿真结果表明,该控制模块能实现所需控制信号的产生和传输,完成协议解析、时序控制、状态转换及防碰撞等功能。与传统嵌入式控制模块相比,该控制模块实时控制能力强、稳定性高,功耗更低,外围电路更简单,系统更小型化。     

嵌入式以太网控制器设计

以精简指令集（RISC）技术的S3C4480X微处理器和RTL8019AS以太网接口控制器为硬件平台,针对嵌入式系统资源有限的特点,文中提出了一种通用的嵌入式系统以太网接口设计与实现方案。首先,对以太网技术进行简单的说明;其次阐述了嵌入式以太网控制器的硬件设计及硬件中各个模块的功能和工作原理;最后给出嵌入式以太网控制器的软件设计过程：介绍引导程序Bootloader的启动过程、建立μCLinux操作系统的开发环境和实现以太网控制器模块驱动程序。     

一种双余度车载核心处理机的设计与实现

为适应车载电子系统综合化发展趋势,提高国内车载电子系统综合化水平,根据实际应用需求,设计了一种主从式冗余架构的车载核心处理机。该系统以可靠性好的CPCI总线为基础,采用综合化、模块化、层次化的系统结构设计方法,实现了能够进行冗余功能模块主从切换的综合化车载数据处理中心,为搭建车载综合化计算平台提供有力保障。     

用单片机实现并口到串口的数据存储与转发

单片机以其结构简单、控制功能强、应用灵活、可靠性高以及成本低廉等优良特性，越来越广泛的应用于智能产品、仪器仪表、测控系统、数控控制、家用电器等领域。介绍了采用AT89C51单片机实现接口数据存储和转发的实现方法。给出了硬件电路框图，详细描述了电路的组成及其功能。简要介绍了软件的组织结构及每个程序模块的主要任务，提供了主要软件的程序设计流程图。另外，对闪速存储器TMS29F040的性能作了简单的介绍。给出了一种新颖的串口电平转换电路。     

On the Consolidation of Mixed Criticalities Applications on Multicore Architectures

In this paper we propose a hybrid solution to ensure results correctness when deploying several applications with different safety requirements on a single multi-core-based system. The proposed solution is based on lightweight hardware redundancy, implemented using smart watchdogs and voter logic, combined with software redundancy. Two techniques of software redundancy are used: the first one is software temporal triple modular redundancy, used for those tasks with low criticality and no real-time requirement. The second software redundancy technique is triple module redundancy for tasks with high criticality and real-time requirements, assisted by a hardware voter. A hypervisor is used to separate each task in the system in an independent resource partition, thus ensuring that no functional interference is occurring. The proposed solution has been evaluated through hardware and software fault injection on two hardware platforms, featuring a dual-core processor and a quad-core processor respectively. Results show a high fault tolerance achieved using the proposed architecture.     

基于MM908E625的电动后视镜控制单元的设计

介绍了MM908E625的结构特点,阐述了基于MM908E625的后视镜控制单元的硬件结构,软件设计流程和后视镜电机堵转智能化监测的实现.     

基于SOPC的温湿度自动控制系统

论述了基于SOPC的温湿度自动控制系统的工作原理,结合SOPC灵活配置的特点,定制了硬件系统,并给出了软件设计的主要流程图。实验表明,将微处理器模块和功能模块集成到单片FPGA上,设计出的系统集成度高、稳定性好和扩展性强。     

双模机顶盒的软件研究与设计

给出一种基于VxWorks嵌入式操作系统的双模机顶盒的软件实现,能够同时支持数字电视和高速IP数据接入业务.重点分析了软件系统的规划和设计,以及主应用任务创建的具体流程.     

飞机固态二次配电装置SPDA的余度设计

为提高配电系统可用度,现代飞机广泛采用固态二次配电装置SPDA来取代传统的由继电器/断路器组成的配电系统,它避免了机电式控制装置在开通/关断瞬间产生的电弧,同时也提高了系统使用寿命。SPDA的高可用度除了依赖固态功率控制即SSPC技术外,在系统架构的设计上,采用了余度管理技术。其中计算技术采用了硬件的余度设计思想,而输入/输出模块则采用了软件的余度设计。在定量分析了采用余度管理技术对系统可用度的影响后,得出的结论是采用硬件余度的计算技术的可用度从原有的99.999%提高到99.999 999 98%,采用软件余度的输入/输出模块的可用度从99.998%提高到了99.998 999 99%。