VPX总线标准研究及其在无人机中的应用展望

军用无人机以其低成本高效能、体积小隐身性能强、零伤亡等优势,被广泛应用于作战的各个阶段;但随着军事职能的拓展,传统无人机已无法满足在超恶劣战场环境下,完成多任务、分布式数据处理和大容量数据传输的要求,迫切需要一种新的、基于高性能传输总线的、支持多任务处理的无人机设备;VPX标准作为VME标准的升级版本,在国外无人机领域已有所应用;作为新一代军用加固总线产品,它满足串行、千兆高速数据率,支持PowerPC架构且扩展灵活,以其搭建无人机系统,完全可以满足现在乃至未来的需求;通过对无人机未来发展趋势及相关技术驱动因素分析,详细介绍了VPX及其后续OPENVPX标准,将其与之前版本总线进行比较,认为其在无人机系统各领域具有广泛的应用前景,最后给出一种基于VPX总线的无人机系统模型。     

基于VPX总线的抗恶劣环境计算机

随着FC,PCI-Express,RapidIO,Hypextransport等高速串行总线的快速发展,I/O模块对计算机的内部总线速度要求不断提高,高性能和高可靠性成为抗恶劣环境计算机设计中的一对矛盾.该文提出一种采用VPX总线的抗恶劣环境计算机设计方案,为高性能、高可靠性计算机的实现提供了技术途径.     

基于BU-61580总线控制器的接口及容错设计

针对RS-422接口与1553B总线接口无法直接进行高可靠性数据通信,提出了一种基于BU-61580总线控制器的接口及容错设计;设计采用1553B接口芯片BU-61580,通过FPGA控制完成了RS-422与1553B的接口控制及二者之间的数据处理;在硬件接口设计的基础上,设计IP-CORE完成BU-61580的芯片配置,并通过增加容错设计提高了总线控制器数据通信的可靠性;经测试结果显示,计算机通过总线控制器与RT终端通信稳定、可靠,并应用于某测试系统中。     

基于VPX总线的无线电指令收发测试系统设计

无线电指令收发单元作为导弹的重要弹上仪器,用于导弹制导控制,其内部组成与功能复杂,指标要求高,有必要研制无线电指令收发单元自动测试系统。基于VPX总线构建的自动测试系统,具有高带宽、高硬件密度以及高可靠性等特点,尤其适用于无线电通信设备的自动化测试。采用FPGA和ARM为核心设计VPX总线无线电测试模块,实现了无线电测试高实时性的设计要求,同时具有良好的通用性和扩展性,该设计能够推广到其他具有实时性测试和大容量数据处理要求的应用场合。     

基于VPX的高性能计算机设计

为了解决基于并行总线结构的抗恶劣环境计算机计算性能不足的问题,提出了一种基于VPX的高性能抗恶劣环境计算机的设计方法;该方法中包括基于VPX的高性能抗恶劣环境计算机的设计思路和实现过程;在该方法采用了仿真与测试的手段保证了高速串行电路设计的正确性,采用水冷散热方式提高了计算机的散热效率;在设计完成后,在实验室环境下通过测试软件对计算机的功能进行了可靠性测试,通过示波器对关键高速信号进行了测试,在功能测试中计算机运行稳定可靠,关键高速信号参数满足规范要求。     

基于双核PowerPC处理器的高性能计算模块设计

为了提高基于VPX的抗恶劣环境计算机的处理能力,提出了一种基于双核PowerPC处理器的计算模块的设计方法;该方法中包括了基于双核PowerPC处理器的计算模块的主要设计思路和实现过程;在该方法通过采用双核PowerPC处理器提高了计算机性能,采用仿真手段保证了模块高速接口电路设计的信号完整性,采用FPGA实现了模块高速接口的扩展,并使模块接口具备可配置的能力;该方法应经投入应用,在应用过程中取得了良好的效果。     

基于VPX标准的车载综合信息系统设计

针对车载武器系统技术发展和型号研制的实际要求,设计一套基于VPX标准的车载综合信息处理系统。该系统具备强大的数据处理能力和数据交换能力,采用Rapid IO和以太网双总线形式对不同类型、不同数据量的系统数据进行分类传输,经实际应用具有高实时性、高可靠性、高通用性、高扩展性等特点,是新一代车载综合信息处理系统的发展趋势和方向。     

FPGA与PCI-E总线在声靶控制器中的应用

针对现有声靶控制器在应用中的局限性,设计了一种基于FPGA和PCI-E总线的多功能声靶控制器;控制器以FPGA为核心,通过对控制器进行功能划分,在FPGA实现了A/D、D/A的控制器,数据FIFO,前置电路逻辑控制器,和系统时序控制器;最后以第三代计算机总线PCI-E为数据接口,完成控制器与计算机的数据交换;经过时序仿真和在实际中的应用,控制器达到了设计的功能和指标,验证了设计思想的正确性。     

基于国产化通用VPX的信号处理板设计

针对当前国家信息化设备的快速发展和国产化的不断推进,结合当前国产芯片发展现状。结合VPX总线架构发展现状,通过开展高速总线互联技术的研究,将二者结合。以国产芯片为基础,完成了基于国产化通用VPX信号处理板的设计。对各功能电路进行了详细阐述,并对主要国产芯片系统进行了介绍。通过硬件平台的开发,在自主化硬件设计、软件适配及VPX总线架构等方面积累经验,为装备实现国产化国产化提供技术支撑。     

浅析如何规范化设计CPCI总线加固计算机

本文结合当前主流的CPCI总线加固计算机技术,在简介加固计算机规范化设计意义的前提下,为如何规范化设计CPCI总线加固计算机进行了探讨。     

基于拜占庭故障模式的空天飞行器GNC系统架构研究

针对空天飞行器对GNC系统的高可靠性需求,开展了基于拜占庭故障模式的GNC系统架构研究,采用四机三总线架构设计方案,通过系统内总线实现输入数据及输出数据多机冗余比对,防止拜占庭故障的发生,提升了系统可靠性,实现了系统自检测和故障的准确定位及隔离,并具有在线故障诊断、故障自修复功能,同时解决了高动态、强干扰环境下系统自主性较差的问题,提升了GNC系统可靠性和容错性;经分析,该系统架构能够满足空天飞行器在轨、再入复杂任务需求。     

基于SoPC的智能429总线通信模块的设计与实现

针对传统429总线存在的数据收发效率低等问题,提出了基于SoPC的智能429总线通信模块的设计方法,采用Nios Ⅱ软核处理器作为处理核心,通过可编程逻辑实现429总线控制逻辑、数据收发及与PCI系统总线的数据通信等功能。该模块在PCI总线计算机系统中得到应用,能有效提高计算机系统对429总线数据的处理效率。     

基于PowerPC处理器的机载多总线单板计算机设计

为满足面向综合化飞行器管理平台的分布式控制需求,设计一种基于PowerPC处理器的机载多总线单板计算机,其以PowerPC8245处理器为核心,外部总线接口包括ARINC659总线、HB6096总线、GJB289A总线等多种机载总线接口。各总线接口依据其带宽、完整性要求、协议复杂程度等来采用不同的智能化处理方法,实现了外部总线接口的自主处理,避免了慢速的外设占用处理器资源,既完成了接口数据处理,又释放了处理器的处理能力。计算和接口的解耦使得PowerPC8245处理器可以作为计算机系统的主处理器使用,经过使用验证,可满足要求。该单板计算机也适用于综合化飞行控制的分布式控制系统。     

空天飞行器的舵伺服系统设计

空天飞行器对舵伺服系统的性能要求越来越高,不仅要求承载能力强、质量小,还必须可靠性高和维护方便。针对此类要求,对空天飞行器的舵伺服系统进行了设计,以电气双余度控制和双绕组永磁同步电机为关键技术。其中驱动控制器采用1553B总线、CAN总线和422总线相结合的形式,解决了与飞控、系统内部和测试设备的通讯问题;作动器采用双余度齿轮副和滚珠丝杠副直推式传动机构,并通过锁定电机轴的方式来实现舵面的锁定功能,提高了系统的可靠性;进行了系统联合仿真分析,实现了最大工作舵偏角为25°、角速度为53.2°/s、系统线性度偏差为0.2%、不对称度为0.4%、超调10%以内和过渡时间193ms以内等主要指标,结果满足系统指标要求。经在航天总体单位中的实际应用,舵伺服系统满足空天飞行器的性能要求。     

基于C8051F040的数据传输嵌入式系统开发

为了解决嵌入式设备与计算机不能直接互联通信或者通信距离短的问题,基于C8051F040单片机和高速UART串行端口及其内置CAN控制器,开发一套适合多种总线接口配置要求的通用数据传输嵌入式系统。该系统具有总线接口配置灵活、数据及事物处理能力强等特点,具有一定的通用性。本系统已成功应用于深海取样钻机监控系统中各功能模块相互数据传输,系统运行稳定、可靠。     

FlexRay总线技术在航天领域的应用

针对航天领域的CAN 总线技术,本文提出一种新的FlexRay 总线通信方式,并介绍了一种基于FPGA+ FlexRay 架构的处理模式,同时描述了FlexRay 总线的特点和工作原理,从协议上分析了FlexRay 总线在航天领域应用的可行 性,从芯片选用、原理设计、接口实现以及软件设计等方面阐述了FlexRay 总线在我国航天领域的应用。     

基于数据挖掘的发动机频率测试系统设计

为了提升发动机频率测试系统的检测率准确率,降低其虚警率,基于数据挖掘设计一种新的发动机频率测试系统,系统整体架构分为数据采集板、图形界面、数据处理软件三部分,利用CAN总线连接上位机和下位机,通过传感器、供电电源、采集模块、存储器组成数据采集板;由16通道高速数据采集模块、FPGA、LabIVIEWFPGA开发平台组成图形界面,实现系统硬件设计;分别设计了传感器信号调理电路、A/D转换电路、C8051F040单片机及其CAN通讯电路,通过数据挖掘对发动机频率测试系统频率数据进行聚类,实现测试显示以及测试结果的保存;通过CAN通信程序、HT程序、主机程序组成将测试数据传输至图形显示界面,完成基于数据挖掘的发动机频率测试系统设计;实验结果表明,基于数据挖掘的发动机频率测试系统的数据检测率平均值为89.21%,虚警率平均值为10.24%,有效提高了发动机频率测试的检测率,降低系统虚警率,减小发动机频率测量误报。     

基于CAN总线的汽车空调压缩机数据采集系统

介绍了一种基于CAN总线和DSP芯片2812的汽车空调压缩机参数采集系统.CAN总线具有结构灵活简单、可靠性高、适应性好等优点.系统利用2812自带功能强大的12位ADC模块和eCAN总线控制器精确的对目标参数进行采集,并通过CAN总线与上位机实现了数据通信,利用上位机强大的数据处理能力,实现了压缩机参数检测、分析、数据记录、检索等功能.     

基于CAN总线控制系统的航天特种机械臂设计

航天特种机械臂具备精确操作和视觉识别的能力,在载人航天领域中广泛应用,为了在复杂环境中精准完成陆基装配任务,设计基于CAN总线控制系统的航天特种机械臂。从关节、连杆、驱动电机、锁紧制动器等方面,组装航天特种机械臂结构元件。装设航天特种机械臂控制器,在控制器中加设一个串行通信接口,将控制器连接到CAN总线中,配置CAN总线控制系统的通信协议,完成航天特种机械臂硬件结构设计。利用航天特种机械臂中传感器设备,检测航天特种机械臂实时位姿,补偿航天特种机械臂重力负载。根据机械臂工作任务,规划移动轨迹,在控制器的支持下,通过控制量的计算与通信,实现航天特种机械臂的控制功能。性能测试实验表明,设计基于CAN总线控制系统的航天特种机械臂平均位置和关节姿态角的控制误差分别为3.0m和0.32°,平均形变量为2.64m2,具有较好的控制性能和抗压性能。     

计算机报警系统中故障的检测及处理

介绍计算机火灾报警控制系统中故障的检测原理和处理方法.系统以单片机为控制核心,根据总线状态变化和比较电路信号判断探测器和电源的故障,处理后发出故障报警信息.