基于CompactPCI總線的新一代嵌入式遙測(cè)處理器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，使遙測(cè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的集成更加容易?？蓾M足現(xiàn)代軍、民機(jī)飛行試驗(yàn)遙測(cè)數(shù)據(jù)處理要求。
一、系統(tǒng)概述
遙測(cè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)在航空、航天等軍工試驗(yàn)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。在航空飛行試驗(yàn)中.遙測(cè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)為各類試飛測(cè)試數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理提供了平臺(tái)，是試飛員、試飛指揮員及試飛工程師協(xié)同完成新機(jī)試飛必不可少的重要設(shè)施，是確保現(xiàn)代飛機(jī)試飛安全、提高試飛效率、縮短試飛周期、實(shí)現(xiàn)綜合試飛的重要平臺(tái)。
遙測(cè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的核心設(shè)備——遙測(cè)前端處理器。遙測(cè)前端處理器是一套嵌入式實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，承擔(dān)著遙測(cè)PCM數(shù)據(jù)的同步、分路、工程單位轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)計(jì)算、數(shù)據(jù)分配等實(shí)時(shí)處理任務(wù)。它和遙測(cè)系統(tǒng)管理服務(wù)器、工作站等設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接和系統(tǒng)集成，組成當(dāng)前流行的基于C/S結(jié)構(gòu)的遙測(cè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。可以說(shuō)，遙測(cè)前端處理器的技術(shù)水平代表了遙測(cè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的技術(shù)水平。
二、系統(tǒng)要求
遙測(cè)前端處理器的功能簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是把來(lái)自遙測(cè)接收設(shè)備送來(lái)的多路串行PCM(Pulse Code Modulation)數(shù)據(jù)流進(jìn)行同步、分路、合并、存儲(chǔ)，并對(duì)轉(zhuǎn)換后的并行數(shù)據(jù)進(jìn)行工程單位轉(zhuǎn)換、導(dǎo)出參數(shù)計(jì)算等實(shí)時(shí)處理，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)傳送給顯示工作站。再通過(guò)遙測(cè)記錄數(shù)據(jù)重放，為用戶提供同實(shí)時(shí)方式一樣的處理功能和更為詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析功能。
遙測(cè)前端處理器主要技術(shù)指標(biāo)為：
(1)可同時(shí)完成2路PCM數(shù)據(jù)流的同步和分路，每路PCM速率不大于20Mbps。
(2)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理速率：20Mbps。
(3)數(shù)據(jù)傳輸：交換式以太網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)帶寬1000Mbps、廣播方式和“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”方式。
(4)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：滿足在最大速率下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)不丟失，磁盤容量滿足不小于4小時(shí)的記錄時(shí)間。
(5)D/A輸出：12位、16路模擬信號(hào)輸出。
三、系統(tǒng)描述
上世紀(jì)90年代，因受當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)技術(shù)限制，國(guó)內(nèi)外大多數(shù)嵌入式遙測(cè)前端處理器都采用了基于VME總線的計(jì)算機(jī)平臺(tái)和雙總線、多CPU、百兆以太網(wǎng)接口的體系結(jié)構(gòu)，其技術(shù)復(fù)雜、成本高、軟件開(kāi)發(fā)難度大、系統(tǒng)研制周期長(zhǎng)。
當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使得CPU速度和總線速率已不再是新一代嵌入式遙測(cè)前端處理器的瓶頸，基于單CPU、單總線和千兆以太網(wǎng)接口的體系結(jié)構(gòu)成為新一代嵌入式遙測(cè)前端處理器的主流設(shè)計(jì)。板卡化后的遙測(cè)前端設(shè)備，如碼同步器、分路器、時(shí)碼發(fā)生器等作為計(jì)算機(jī)的一個(gè)插件板，嵌人到工業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，其組成已簡(jiǎn)化為：19英寸上架機(jī)箱、CPU板、多功能PCM分路器板、時(shí)碼板、D/A板和存儲(chǔ)設(shè)備，其典型結(jié)構(gòu)與組成見(jiàn)圖1所示。新一代嵌入式遙測(cè)前端處理器體系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，性能和可靠性提高，成本降低，研制周期縮短，更容易集成為基于C/S結(jié)構(gòu)的多數(shù)據(jù)流遙測(cè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
四、 系統(tǒng)框圖
遙測(cè)前端處理器的結(jié)構(gòu)和組成
五、項(xiàng)目產(chǎn)品清單
上述功能利用研祥CPCI平臺(tái)實(shí)現(xiàn)：選擇4U機(jī)箱CPC-8408B，有8個(gè)CPCI插槽，配冗余可熱插拔專用電源，風(fēng)扇模塊易于拆卸，方便維修。主控卡采用CPC-1817，這是一款酷睿i7嵌入式級(jí)別的系統(tǒng)板，具有高性能、低功耗的特點(diǎn)，集成了豐富的外圍接口，板載4G內(nèi)存，抗震動(dòng)性強(qiáng)。為了滿足應(yīng)用要求再搭配相應(yīng)的應(yīng)用板卡。
CPC-8408B
CPC-1817
六、EVOC產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)
1、國(guó)內(nèi)最強(qiáng)大的CPCI產(chǎn)品研發(fā)隊(duì)伍，可提供國(guó)內(nèi)最完善、最齊全的CPCI加固產(chǎn)品解決方案。
2、研祥CPCI產(chǎn)品應(yīng)用于軍工、通訊、軌道交通、安防、電力、鋼鐵等多個(gè)行業(yè)
3、產(chǎn)品經(jīng)過(guò)如性能、功能、可靠性、可維護(hù)性、抗震動(dòng)性、抗沖擊性、抗寬溫環(huán)境變化性等各種測(cè)試，完全能保證其產(chǎn)品的穩(wěn)定性與可靠性。
七、結(jié)論
基于CompactPCI總線的新一代嵌入式遙測(cè)處理器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，使遙測(cè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的集成更加容易。可滿足現(xiàn)代軍、民機(jī)飛行試驗(yàn)遙測(cè)數(shù)據(jù)處理要求。它的應(yīng)用使我國(guó)的飛行試驗(yàn)遙測(cè)數(shù)據(jù)處理技術(shù)水平得到很大的提升。同時(shí)，CompactPCI總線的加固特性，使以嵌人式遙測(cè)前端處理器為核心而組成的實(shí)時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，滿足了運(yùn)輸類飛機(jī)機(jī)載要求和地面車載環(huán)境要求，拓寬了遙測(cè)前端處理器在軍工試驗(yàn)和民用工業(yè)試驗(yàn)等領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用范圍，有著廣闊的應(yīng)用前景。
