一種基於SoC的導引頭數據記錄儀的製作方法

2023-05-08 08:53:06 1

一種基於SoC的導引頭數據記錄儀的製作方法
【專利摘要】本發明屬於導引頭數據記錄【技術領域】，特別涉及一種基於SoC的導引頭數據記錄儀。該導引頭數據記錄儀包括：主控模塊、存儲模塊，所述主控模塊用於向存儲模塊寫入導引頭數據，並用於從存儲模塊中讀取導引頭數據；所述存儲模塊為FLASH存儲陣列以及FPGA晶片，所述主控模塊包括SoC晶片以及乙太網物理層晶片。
【專利說明】一種基於300的導引頭數據記錄儀

【技術領域】
[0001]本發明屬於導引頭數據記錄【技術領域】，特別涉及一種基於30(:的導引頭數據記錄儀。

【背景技術】
[0002]目前，公知的數據記錄儀構成及其複雜，包括了電源模塊、03？控制模塊、電路調理模塊、^00模塊、？？以模塊、存儲模塊等，通過各個模塊之間的協同工作，將產生的數據記錄下來。由於構成複雜，已知數據記錄儀的成本都非常高昂，調試也非常的複雜還給維修帶來了較大的困難，有些記錄儀的存儲模塊採用了 30卡或者鐵電存儲器作為存儲介質，不但存儲容量小，存儲速度也是非常的慢，採用硬碟作為存儲介質其容量雖然大但是極易造成損壞，會對其工作穩定性和使用壽命造成影響。


【發明內容】

[0003]為了解決現有的導引頭數據記錄儀成本高昂，構成複雜，維修困難，以及存儲速度慢，存儲容量小等缺點，本發明的目的在於提出一種基於30(:的導引頭數據記錄儀，本發明通過電源模塊、主控模塊和存儲模塊的協同分工實現對數據的記錄、回讀工作。本發明不僅成本較低、構成簡單，也能高速度大容量地存儲導引頭產生的數據，同時通過編寫的非常友好的人機互動界面還能實現對數據記錄儀簡單高效地控制。
[0004]為實現上述技術目的，本發明採用如下技術方案予以實現。
[0005]一種基於30(:的導引頭數據記錄儀包括:主控模塊、以及用於存儲導引頭數據的存儲模塊，所述主控模塊用於向存儲模塊寫入導引頭數據，並用於從存儲模塊中讀取導引頭數據；所述存儲模塊包括晶片和存儲陣列，所述主控模塊包括30(:晶片和乙太網物理層晶片，所述乙太網物理層晶片電連接有上位機，所述乙太網物理層晶片串接在上位機和30(:晶片之間，用於使上位機和30(:晶片形成雙向通信連接；
[0006]所述上位機用於將數據讀取命令發送至30(:晶片，或者用於將數據寫入命令和導引頭數據發送至30(:晶片；所述30(:晶片用於在接收到數據寫入命令時，對所述數據寫入命令進行解析；所述30(:晶片用於根據經解析後的數據寫入命令，從來自上位機的導引頭數據中選取對應的導引頭數據；所述30(:晶片用於將選取的導引頭數據發送至30(:晶片，所述以晶片用於將來自30(:晶片的導引頭數據寫入至所述存儲模塊中；
[0007]所述晶片用於在接收到數據讀取命令時，對所述數據讀取命令進行解析；所述30(:晶片用於將經解析後的數據讀取命令發送至？？以晶片；所述？？以晶片用於根據經解析後的數據讀取命令，從存儲模塊中讀取對應的導引頭數據，並用於將對應的導引頭數據發送至30(:晶片；所述30(:晶片用於將來自？？以晶片的導引頭數據發送至上位機。
[0008]本發明的有益效果為:可以高速和大容量的存儲導引頭產生的數據，並能將存儲的數據進行回讀，具有可靠耐用的特點，本發明通過友好的操作界面，實現了人機很好的交互。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發明的一種基於30(:的導引頭數據記錄儀的總體結構框圖；
[0010]圖2為本發明的主控模塊的結構示意圖；
[0011]圖3為本發明實施例的電源模塊的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖對本發明作進一步說明:
[0013]參照圖1，為本發明的一種基於30(:的導引頭數據記錄儀的總體結構框圖。該導弓丨頭數據記錄儀包括存儲模塊，用於存儲導引頭數據。該存儲模塊包括晶片和％八別存儲陣列①「別存儲器)，其由4組存儲晶片組成，每組幾…!!存儲晶片包括4個
八別存儲晶片。每個存儲晶片的型號為11298128(^08^1在存儲陣列工作時(讀取存儲陣列的數據或者向存儲陣列中寫入數據)，各組存儲晶片共用一個數據線；每組％八3?存儲晶片內各個存儲晶片的數據線相互獨立，每組幾…!!存儲晶片內各個幾…!!存儲晶片共用一個控制線。
[0014]本發明實施例中，還設置有主控模塊，用於向存儲模塊寫入導引頭數據，或者用於從存儲模塊中讀取導引頭數據。參照圖2，為本發明的主控模塊的結構示意圖，該主控模塊包括30(:晶片和乙太網物理層晶片；乙太網物理層晶片電連接有上位機，乙太網物理層晶片串接在上位機和30(:晶片之間，其主要功能是使上位機和30(:晶片形成雙向通信連接(主控模塊通過乙太網接口與上位機進行雙向傳輸本發明實施例中，需要讀取導引頭數據時，上位機生成數據讀取命令(可以根據上位機的輸入設備的輸入指令生成數據讀取命令)，上位機接收到數據讀取命令後，將數據讀取命令發送至30(:晶片，50。晶片在接收到數據讀取命令時，對所述數據讀取命令進行解析，並將經解析後的數據讀取命令發送至？?6八晶片。？？以晶片根據經解析後的數據讀取命令，從存儲模塊中讀取對應的導引頭數據，讀取出的導引頭數據經30(:晶片和乙太網物理層晶片之後傳輸至上位機。本發明實施例中，主控模塊可以實現對存儲模塊的讀寫、擦除、壞塊管理、2(1:校驗等操作，只需要發送相應的命令即可。
[0015]本發明實施例中，需要寫入導引頭數據時，上位機獲取導引頭數據和數據寫入命令(例如，上位機接收來自外部的導引頭數據和數據寫入命令之後，上位機將數據寫入命令和導引頭數據發送至晶片。800晶片在接收到數據寫入命令時，對所述數據寫入命令進行解析；30(:晶片根據經解析後的數據寫入命令，從來自上位機的導引頭數據中選取對應的導引頭數據。之後，800晶片將選取的導引頭數據發送至？？以晶片，？？以晶片將來自30(:晶片的導引頭數據寫入至所述存儲模塊中，至此，完成導引頭數據的寫入過程。
[0016]本發明實施例中，30(:晶片的型號為^0720200^485, ？？以晶片的型號為^068^45^66484,乙太網物理層晶片的型號為8821111-8八8。在主控模塊內還設置有第一配置晶片和第二配置晶片，第一配置晶片用於配置30(:晶片，其型號為9(:28800^301^ ；第二配置晶片用於配置晶片，其型號為125？128。在進行上述導引頭數據讀寫的過程中，800晶片中的硬核實現對數據讀取命令和數據寫入命令的解析。本發明實施例中，八3?存儲陣列連接到晶片^(:63045的3.10 8八爾上，主控模塊通過4對發送差分對發送相應的命令包，存儲模塊接收到相應的命令包後，先解析，然後進行相應的操作。對八晶片的程序加載通過第二配置晶片實現(使用此3？1模式本發明實施例中，上位機設有人機互動界面(例如觸控螢幕、顯示屏等)，便於實現人機互動，便於輸入相關參數和數據。
[0017]本發明實施例中，還設置有電源模塊。參照圖3，為本發明實施例的電源模塊的結構示意圖。該電源模塊用於分別向主控模塊和存儲模塊進行供電(通過銅導線進行供電)。上述電源模塊包括第一電壓轉換晶片、第二電壓轉換晶片、第三電壓轉換晶片和第四電壓轉換晶片；第一電壓轉換晶片的型號為[13976，第二電壓轉換晶片、第三電壓轉換晶片和第四電壓轉換晶片的型號分別為1？374401。第一電壓轉換晶片的輸入端接入來自外部的28\直流電壓，用於將287直流電壓分別轉換為訊直流電壓和3.直流電壓(第一電壓轉換晶片的最大輸出電流為5八)，用於將3.直流電壓分別輸出至30(3晶片的第一電源端、？？以晶片的第一電源端、以及第二配置晶片的第一電源端，所述第一電壓轉換晶片用於將訊直流電壓分別輸出至第二電壓轉換晶片的輸入端、第三電壓轉換晶片的輸入端和第四電壓轉換晶片的輸入端。第二電壓轉換晶片用於將57直流電壓轉換為^直流電壓(第二電壓轉換晶片的最大輸出電流為3八)，用於將1^直流電壓分別輸出至第一？?以晶片的第二電源端和？？以晶片的第二電源端；第三電壓轉換晶片用於將5乂直流電壓轉換為1.8乂直流電壓(第三電壓轉換晶片的最大輸出電流為3八)，用於將1.8乂直流電壓分別輸出至第一 ？？以晶片的第三電源端、以及第一配置晶片的第一電源端；第四電壓轉換晶片用於將訊直流電壓轉換為2.5乂直流電壓(第四電壓轉換晶片的最大輸出電流為3八)，用於將2.5乂直流電壓分別輸出至第一？?以晶片的第四電源端、以晶片的第三電源端、以及第一配置晶片的第二電源端。
[0018]本發明實施例中，主控模塊封裝於第一印製電路板上，存儲模塊封裝於第二印製電路板上，電源模塊封裝於第三印製電路板上。這三個印製電路板分別通過螺絲釘固定於導引頭數據記錄儀的殼體內。優選地，本發明實施例中還設置有柔性印製板，主控模塊和存儲模塊通過柔性印製板上的導線實現電連。
[0019]綜上所述，本發明涉及一種導引頭數據記錄儀，包含電源模塊、主控模塊及存儲模塊，這三個模塊分別獨立地在三塊板卡上實現，安裝在形狀為方形，方形一端有一個圓柱形凸出的數據記錄儀殼中。其中，主控模塊可以通過千兆乙太網與上位機通信，將上位機中導引頭產生的數據，通過自定義的數據傳輸協議利用柔性印製板記錄到存儲模塊中，亦可以從存儲模塊回讀存儲的數據。本數據記錄儀具有堅固耐用，存儲容量大，以及存儲速度快的特點，特別適合對導引頭數據的存儲，具有較大的實用價值。
[0020]顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
【權利要求】
1.一種基於SoC的導引頭數據記錄儀，其特徵在於，包括:主控模塊、以及用於存儲導引頭數據的存儲模塊，所述主控模塊用於向存儲模塊寫入導引頭數據，並用於從存儲模塊中讀取導引頭數據；所述存儲模塊包括FPGA晶片和FLASH存儲陣列，所述主控模塊包括SoC晶片和乙太網物理層晶片，所述乙太網物理層晶片電連接有上位機，所述乙太網物理層晶片串接在上位機和SoC晶片之間，用於使上位機和SoC晶片形成雙向通信連接； 所述上位機用於將數據讀取命令發送至SoC晶片，或者用於將數據寫入命令和導引頭數據發送至SoC晶片；所述SoC晶片用於在接收到數據寫入命令時，對所述數據寫入命令進行解析；所述SoC晶片用於根據經解析後的數據寫入命令，從來自上位機的導引頭數據中選取對應的導引頭數據；所述SoC晶片用於將選取的導引頭數據發送至SoC晶片，所述FPGA晶片用於將來自SoC晶片的導引頭數據寫入至所述存儲模塊中； 所述SoC晶片用於在接收到數據讀取命令時，對所述數據讀取命令進行解析；所述SoC晶片用於將經解析後的數據讀取命令發送至FPGA晶片；所述FPGA晶片用於根據經解析後的數據讀取命令，從存儲模塊中讀取對應的導引頭數據，並用於將對應的導引頭數據發送至SoC晶片；所述SoC晶片用於將來自FPGA晶片的導引頭數據發送至上位機。
2.如權利要求1所述的一種基於SoC的導引頭數據記錄儀，其特徵在於，所述主控模塊內還包括用於配置SoC晶片的第一配置晶片、以及用於配置FPGA晶片的第二配置晶片。
3.如權利要求1所述的一種基於SoC的導引頭數據記錄儀，其特徵在於，所述存儲模塊由4組FLASH存儲晶片組成，每組FLASH存儲晶片包括4個FLASH存儲晶片；各組FLASH存儲晶片的控制線相互獨立，各組FLASH存儲晶片共用一個數據線；每組FLASH存儲晶片內各個FLASH存儲晶片的數據線相互獨立，每組FLASH存儲晶片內各個FLASH存儲晶片共用一個控制線。
4.如權利要求1所述的一種基於SoC的導引頭數據記錄儀，其特徵在於，還包括電源模塊，所述電源模塊用於分別向主控模塊和存儲模塊進行供電。
5.如權利要求4所述的一種基於SoC的導引頭數據記錄儀，其特徵在於，還包括殼體，所述主控模塊封裝於第一印製電路板上，所述存儲模塊封裝於第二印製電路板上，所述電源模塊封裝於第三印製電路板上；每個印製電路板固定於殼體內部。
6.如權利要求4所述的一種基於SoC的導引頭數據記錄儀，其特徵在於，所述存儲模塊由4組FLASH存儲晶片組成，每組FLASH存儲晶片包括4個FLASH存儲晶片； 所述SoC晶片的型號為XC7Z020CLG485，所述FPGA晶片的型號為XC6SLX45FGG484，所述乙太網物理層晶片的型號為88E1111-BAB，所述每個FLASH存儲晶片的型號為MT29F128G08AJ ； 所述電源模塊包括第一電壓轉換晶片、第二電壓轉換晶片、第三電壓轉換晶片和第四電壓轉換晶片；所述第一電壓轉換晶片的型號為LT3976，所述第二電壓轉換晶片、第三電壓轉換晶片和第四電壓轉換晶片的型號分別為TPS74401 ； 所述第一電壓轉換晶片的輸入端接入來自外部的28V直流電壓，所述第一電壓轉換晶片用於將28V直流電壓分別轉換為5V直流電壓和3.3V直流電壓，所述第一電壓轉換晶片用於將3.3V直流電壓分別輸出至SoC晶片的第一電源端和FPGA晶片的第一電源端，所述第一電壓轉換晶片用於將5V直流電壓分別輸出至第二電壓轉換晶片的輸入端、第三電壓轉換晶片的輸入端和第四電壓轉換晶片的輸入端；所述第二電壓轉換晶片用於將5V直流電壓轉換為IV直流電壓，用於將IV直流電壓分別輸出至SoC晶片的第二電源端和FPGA晶片的第二電源端；所述第三電壓轉換晶片用於將5V直流電壓轉換為1.8V直流電壓，用於將.1.8V直流電壓輸出至SoC晶片的第三電源端；所述第四電壓轉換晶片用於將5V直流電壓轉換為2.5V直流電壓，用於將2.5V直流電壓分別輸出至SoC晶片的第四電源端、以及FPGA晶片的第三電源端。
【文檔編號】G06F3/06GK104407817SQ201410691300
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月26日 優先權日:2014年11月26日
【發明者】全英匯, 肖川江, 李亞超, 邢孟道, 王金龍, 宋亞坪, 陸曉瑜 申請人:西安電子科技大學