一種內嵌1553b遠程終端的測控電路的製作方法
2023-05-05 10:21:41
專利名稱：一種內嵌1553b遠程終端的測控電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及運載火箭電子綜合系統技術領域，特別是涉及一種內嵌155 遠程終端的測控電路。
背景技術：
155 總線作為系統集成工具應用到運載火箭電子綜合系統後，要求彈上單機 (如綜合控制器)提供155 終端接口，通過總線接收來自飛控計算機的指令完成特定的控制輸出，並通過總線將測試結果將本地的測試結果發送飛控計算機。目前，國內通常採用一種基於CPU的微計算機系統的方案設計電路板，通過設計並加載專用軟體，實現通過155 總線接收控制數據和發送測試數據，完成系統分配給的功能。實際上，對一部份彈上單機其功能實質上實現模擬量和開關量測試信號採樣、開關量控制信號輸出，本身不需要完成複雜的運算。對於這部分單機採用基於CPU的微計算機系統的方案的缺點是硬體比較複雜， 還需要設計專門的軟體，設計、生產和試驗需要耗費較多人力物力。此外，不同運載火箭型號有很大部分的彈上單機，其功能和性能是大致相同的；即使是同一型號，也有部分單機其功能是大致相同的。一般型號單機設計都是為滿足系統分配的特定功能而設計的，即使兩個功能大致相同的單機也分別進行設計的，其電氣接口和數據接口也不通用，存在一定程度設計的重複。此外，一般型號單機本身不能保存歷史測試信息及設備編號、出廠日期等產 min 息。
實用新型內容本實用新型的目的在於克服現有技術的上述不足，提供一種內嵌155 遠程終端的測控電路，該測控電路減少了 CPU及其支持器件，降低了硬體複雜度，更有利於設備設計、製造與排故，降低了器件成本和軟體開發成本，提高了系統的可靠性，且為系統的簡化設計提供了基礎。本實用新型的上述目的是通過如下技術方案予以實現的一種內嵌155 遠程終端的測控電路，包括第一 CPLD、第二 CPLD、總線接口晶片 BPICjga DR、存儲器FRAM、模數轉換ADC和時鐘源CLOCK，其中總線接口晶片BPIC為測控電路與155 總線的電子接口，且總線接口晶片BPIC分別與第一 CPLD、第二 CPLD和時鐘源 CLOCK連接，第一 CPLD還連接驅動DR，第二 CPLD還分別連接存儲器FRAM和模數轉換ADC， 且第一 CPLD與第二 CPLD之間也實現連接；第一 CPLD根據總線接口晶片BPIC從1553B總線接收到的開關量控制數據，進行解碼、鎖存後控制輸出口，經驅動DR放大後驅動外部負載實現開關量指令輸出；同時實時採集開關量輸入信號判讀比較，若任一開關量輸入信號發生變化，則將所述開關量輸入信號鎖存供總線接口晶片BPIC訪問，若總線接口晶片BPIC訪問超過3次並且開關量輸入信號不再發生變化，則輸出控制信號將總線接口晶片BPIC指定為「忙」的狀態；第二 CPLD控制模數轉換ADC的工作，獲得模數轉換ADC的轉換結果，並將所述轉換結果進行鎖存，供總線接口晶片BPIC訪問；同時控制存儲器FRAM的工作，實現產品測試信息和屬性信息的存儲與發送；總線接口晶片BPIC為測控電路提供155 總線電氣接口，工作需要外部提供時鐘源 CLOCK ；存儲器FRAM為測控電路提供存儲空間，存儲測試信息和屬性信息；模數轉換ADC將接收到的模擬量測試信號轉換為數字量測試信號並輸出給第二 CPLD ； 驅動DR為測控電路提供驅動。在上述內嵌155 遠程終端的測控電路中，總線接口晶片BPIC的型號為 BU-64703。在上述內嵌155 遠程終端的測控電路中，第一 CPLD和第二 CPLD的型號為 XCR35120在上述內嵌155 遠程終端的測控電路中，驅動DR為6反相驅動器，型號為 SNJ5406FKo在上述內嵌155 遠程終端的測控電路中，存儲器FRAM為鐵電存儲器，型號為 FM22L16。在上述內嵌155 遠程終端的測控電路中，模數轉換ADC的型號為MAX1265BEEI。本實用新型與現有技術相比具有如下優點(1)本實用新型測控電路通過硬體實現內嵌1553總線遠程終端的開關量輸入輸出電路設計，同時配備模數AD轉換電路實現模擬信號的採樣，配備鐵電存儲器FRAM實現測試信息和產品屬性信息的非帶電存儲，即設備掉電後存儲信息不會丟失，無需CPU及其相關器件支持，無需開發專門的軟體而完成相同的功能，為系統的簡化設計提供了基礎；(2)本實用新型測控電路在1553B總線接口與控制電路板的設計方案減少了 CPU 及其支持器件，降低了硬體複雜度，更有利於設備設計、製造與排故，降低了器件成本和軟體開發成本，提高了系統的可靠性；(3)本實用新型在單機與外部數字接口設計上，採用「透明」化設計，通過CPLD編程將單機本地IO與飛控計算機控制碼(設計冗餘碼)建立一對一映射關係，飛控計算機控制單機的開關量指令輸出口相當於控制飛控計算機本地IO 口，單機與總線等軟硬體環節對飛控計算機完全透明，指令輸出與關閉由飛控計算機直接控制，其具體功能通過飛控計算機軟體指定，單機無需關心具體指令功能，有利於提高產品通用化；(4)本實用新型測控電路設計簡潔，兼顧了通用性和優化設計，可應用於不同型號運載火箭電子綜合系統中的時序控制、噴管開關控制以及彈上測試信息獲取等場合，為系統的簡化設計、組合化設計提供了技術基礎，有利於提高工作效率和產品質量、加快研製研製進度、節約成本等。
圖1為本實用新型測控電路原理框圖；圖2為本實用新型CPLD對控制指令實現的」三取二」邏輯設計圖。
具體實施方式
[0025]
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細的描述圖1為本實用新型測控電路原理框圖，由圖可知測控電路包括第一 CPLD、第二 CPLD、總線接口晶片BPICjga DR、存儲器FRAM、模數轉換ADC和時鐘源CLOCK，其中總線接口晶片BPIC為測控電路與155 總線的電子接口，且總線接口晶片BPIC分別與第一 CPLD、 第二 CPLD和時鐘源CLOCK連接，第一 CPLD還連接驅動DR，第二 CPLD還分別連接存儲器 FRAM和模數轉換ADC，且第一 CPLD與第二 CPLD之間也實現連接；上述各器件在PCB印製電路板上通過PCB走線連接。本實用新型測控電路的功能包括如下幾個方面1)提供155 總線電氣接口 ；2)通過總線接收到的指令控制轉換為本地開關量輸出；3)採樣本地開關量輸入口數據，通過1553B總線將其發送出去；4)採用本地模擬量輸入接口數據，通過1553B總線將其發送出去；5)通過155 總線接收測試數據及產品屬性數據並將其存儲到FRAM ；6)通過155 總線將測試數據及產品屬性數據發送出去。其中上述各電路各元器件主要實現的功能如下CPLD的主要功能是根據BPIC、ADC、FRAM之間的握手時序，設計數據的鎖存、解碼、 控制邏輯，控制BPIC、ADC、FRAM等集成電路晶片協同工作，實現電路功能，實現開關量輸出、開關量輸入測試、模擬量測試和產品測試信息和屬性信息存儲與發送功能。具體為第一 CPLD根據總線接口晶片BPIC從1553B總線接收到的開關量控制數據，進行解碼、鎖存後控制輸出口，經驅動DR放大後驅動外部負載實現開關量指令輸出；同時從 1553B總線實時採集開關量輸入信號判讀比較，若任一開關量輸入信號發生變化，則將所述開關量輸入信號鎖存供總線接口晶片BPIC訪問，若總線接口晶片BPIC訪問超過3次並且開關量輸入信號再不發生變化，則輸出控制信號將總線接口晶片BPIC指定為「忙」的狀態；第二 CPLD控制模數轉換ADC的工作，獲得模數轉換ADC的轉換結果，並將所述轉換結果進行鎖存，供總線接口晶片BPIC訪問；同時控制存儲器FRAM工作，實現產品測試信息和屬性信息的存儲與發送；總線接口晶片BPIC為測控電路提供155 總線電氣接口，工作需要外部提供時鐘源 CLOCK ；存儲器FRAM為測控電路提供存儲空間，存儲測試信息和屬性信息；模數轉換ADC將接收到的模擬量測試信號轉換為數字量測試信號供第二 CPLD ； 驅動DR為測控電路提供驅動。在電路外部數字接口設計上，採用了「透明」化設計的方案，將每個開關量輸出端對應於控制數據的某一位，為了提高可靠性，通過CPLD對控制指令實現」三取二」邏輯設計後，輸出開關量指令。用戶(即飛控計算機)作為155 總線控制器(BC)可以通過總線直接控制綜合控制器(作為155 總線遠程終端，RT)某一輸出的開啟或關閉，相當於控制本地IO 口，單機與155 總線等軟硬體環節對用戶(即飛控計算機)完全透明。如圖2所示為本實用新型數字接口設計示意圖。下表1為本實用新型中主要使用元器件型號及生產廠家表 1[0045]
權利要求1.一種內嵌155 遠程終端的測控電路，其特徵在於包括第一 CPLD、第二 CPLD、總線接口晶片BPIC、驅動DR、存儲器FRAM、模數轉換ADC和時鐘源CLOCK，其中總線接口晶片 BPIC為測控電路與1553B總線的電子接口，且總線接口晶片BPIC分別與第一 CPLD、第二 CPLD和時鐘源CLOCK連接，第一 CPLD還連接驅動DR，第二 CPLD還分別連接存儲器FRAM和模數轉換ADC，且第一 CPLD與第二 CPLD之間也實現連接；總線接口晶片BPIC為測控電路提供155 總線電氣接口，工作需要外部提供時鐘源CLOCK ；存儲器FRAM為測控電路提供存儲空間，存儲測試信息和屬性信息；模數轉換ADC將接收到的模擬量測試信號轉換為數字量測試信號供第二 CPLD讀取；驅動DR為測控電路提供驅動。
2.根據權利要求1所述的一種內嵌155 遠程終端的測控電路，其特徵在於所述總線接口晶片BPIC的型號為BU-64703。
3.根據權利要求1所述的一種內嵌155 遠程終端的測控電路，其特徵在於所述第一 CPLD和第二 CPLD的型號為XCR3512。
4.根據權利要求1所述的一種內嵌155 遠程終端的測控電路，其特徵在於所述驅動DR為6反相驅動器，型號為SNJM06H(。
5.根據權利要求1所述的一種內嵌155 遠程終端的測控電路，其特徵在於所述存儲器FRAM為鐵電存儲器，型號為FM22L16。
6.根據權利要求1所述的一種內嵌155 遠程終端的測控電路，其特徵在於所述模數轉換ADC的型號為MAX1265BEEI。
專利摘要本實用新型涉及一種內嵌1553B遠程終端的測控電路，該測控電路通過硬體實現內嵌1553總線遠程終端的開關量輸入輸出電路設計，同時配備模數AD轉換電路實現模擬信號的採樣，配備鐵電存儲器FRAM實現測試信息和產品屬性信息的非帶電存儲，即設備掉電後存儲信息不會丟失，無需CPU及其相關器件支持，無需開發專門的軟體而完成相同的功能，為系統的簡化設計提供了基礎，並且該測控電路由於減少了CPU及其支持器件，降低了硬體複雜度，更有利於設備設計、製造與排故，降低了直接器件成本和軟體開發成本，提高了系統的可靠性。
文檔編號G05B19/04GK202217153SQ201120213859
公開日2012年5月9日 申請日期2011年6月22日 優先權日2011年6月22日
發明者尹剛, 曹幫林, 朱曉蕾, 邱靖宇, 黃波 申請人:北京航天自動控制研究所