CN105676755A - 一种双核飞控计算机 - Google Patents

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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0421—Multiprocessor system
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/23—Pc programming
    • G05B2219/23091—Multiple consoles, panels to issue concurrent commands to different groups I-O

Abstract

本发明涉及信息技术领域，更具体地说是一种双核飞控计算机。该装置包括飞控模块、导航模块以及双端口RAM，飞控模块和导航模块之间通过双端口RAM连接，飞控模块以飞控CPU作为控制核心，飞控CPU连接有I/O接口一，飞控CPU通过I/O接口一实现数据的双向通信，D/A扩展模块也连接飞控CPU，飞控CPU还连接有JTAG接口一，飞控CPU通过JTAG接口一连接外部设备；导航模块以导航CPU作为控制核心，导航CPU连接有I/O接口二以及JTAG接口二，导航CPU还连接有A/D转换器，A/D转换器将模拟信号转换为数字信号传输至导航CPU，导航CPU通过串口模块连接地面设备，导航CPU与地面设备通过串口模块进行通信。此款双核飞控计算机，具有处理速度快、可扩展性能强、使用性能好的优点。

Description

一种双核飞控计算机
技术领域
本发明涉及信息技术领域，更具体地说是一种双核飞控计算机。
背景技术
无人机是一种有动力、可控制、能携带多种任务设备、执行多种任务，并能重复使用的无人驾驶航空飞行器。与载人飞机相比它具有体积小、造价低、使用方便、快速反应、机动灵活、对任务环境要求低、生存能力强等优点，鉴于其独有的优势，无人机的使用范围已拓宽到军事、科研和民用三大领域。飞控计算机是无人机飞行控制系统的核心部分，实现无人机起飞、空中飞行过程中的飞行控制与任务设备管理功能。飞控计算机配合机载传感设备、执行机构共同构成无人机飞行控制系统，实现对无人机的实时控制，在每个控制周期内完成传感器信息采集、控制律解算和刷新输出模拟量和数字量信息等工作。在地面测试时，飞控计算机可以通过地面检测口接收指令，同时发送无人机参数信息至地面检测口，以便地面测试、判断无人机工作状况。
随着嵌入式系统的发展，单处理器的性能已经发展到一个相对较高的高度，单纯依靠提高单处理器的性能来提高系统的实时性已经不足够，系统架构正朝着多处理器设计的方向发展，双核系统相比单核系统，可用资源丰富，从而减少了外围逻辑电路，系统可靠性增强，硬件设计更加简洁。将数据解算任务均衡地分配给两个CPU执行，降低了单个CPU的工作负荷，提升了处理器的并行处理能力，已经成为研究的趋势所在。
发明内容
本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题，从而提供一种工作效率高、且使用性能好的双核飞控计算机。
本发明一种双核飞控计算机的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
本发明的一种双核飞控计算机的包括上位飞控模块、导航模块以及双端口RAM，飞控模块和导航模块之间通过双端口RAM进行连接，导航模块的数据通过双端口RAM发送至飞控模块；飞控模块以飞控CPU作为控制核心，飞控CPU连接有I/O接口一，飞控CPU通过I/O接口一实现数据的双向通信，D/A扩展模块也连接飞控CPU，飞控CPU还连接有JTAG接口一，飞控CPU通过JTAG接口一连接外部设备；导航模块以导航CPU作为控制核心，导航CPU连接有I/O接口二以及JTAG接口二，通过I/O接口二和JTAG接口二与其他设备进行通信，导航CPU还连接有A/D转换器，A/D转换器将模拟信号转换为数字信号传输至导航CPU，导航CPU通过串口模块连接地面设备，导航CPU与地面设备通过串口模块进行通信。
作为本技术方案的进一步优化，本发明一种双核飞控计算机，所述的飞控CPU连接有存储器一，导航CPU连接有存储器二，飞控CPU和导航CPU中的信息可发送至存储器一和存储器二中进行储存。
作为本技术方案的进一步优化，本发明一种双核飞控计算机，所述的飞控CPU连接有电源模块一，导航CPU连接有电源模块二，由电源模块一和电源模块二为装置提供电能。
作为本技术方案的进一步优化，本发明一种双核飞控计算机，所述的D/A扩展模块连接有执行机构，所述的执行机构包括方向舵机、油门舵机、升降舵机和副翼舵机，D/A扩展模块将飞控CPU的命令转换为模拟信号后通过所述的方向舵机、油门舵机、升降舵机和副翼舵机控制飞行器的飞行。
作为本技术方案的进一步优化，本发明一种双核飞控计算机，所述的A/D转换器连接有传感器模块，所述的传感器模块包括陀螺仪、磁力计、GPS模块、气压高度计和加速度计，所述的陀螺仪、磁力计、GPS模块、气压高度计和加速度计将获取的信息发送至A/D转换器进行模数转换。
本发明一种双核飞控计算机的有益效果是：
双核系统采用高性能的双口RAM实现飞控CPU和导航CPU的数据通信，双口RAM两端都有一套相同的地址线、数据线和控制线，不需要复杂的逻辑控制电路就可实现双口RAM与CPU的通信，双口RAM的应用简化了电路结构，而且双口RAM数据传输量大、速度快，满足飞控计算机的数据传输大容量、实时性要求；双核系统相比单核系统，可用资源丰富，从而减少了外围逻辑电路，系统可靠性增强，硬件设计更加简洁，处理速度大大提升；设计的双核系统还具有运算处理能力强、接口资源丰富以及软硬件升级方便等特点。
附图说明
下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。
图1为一种双核飞控计算机示意图。
图2为执行机构示意图。
图3为传感器模块示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
如图1，2，3所示，本发明的一种双核飞控计算机的包括上位飞控模块、导航模块以及双端口RAM，飞控模块和导航模块之间通过双端口RAM进行连接，导航模块的数据通过双端口RAM发送至飞控模块；飞控模块以飞控CPU作为控制核心，飞控CPU连接有I/O接口一，飞控CPU通过I/O接口一实现数据的双向通信，D/A扩展模块也连接飞控CPU，飞控CPU还连接有JTAG接口一，飞控CPU通过JTAG接口一连接外部设备；导航模块以导航CPU作为控制核心，导航CPU连接有I/O接口二以及JTAG接口二，通过I/O接口二和JTAG接口二与其他设备进行通信，导航CPU还连接有A/D转换器，A/D转换器将模拟信号转换为数字信号传输至导航CPU，导航CPU通过串口模块连接地面设备，导航CPU与地面设备通过串口模块进行通信。飞控CPU连接有存储器一，导航CPU连接有存储器二，飞控CPU和导航CPU中的信息可发送至存储器一和存储器二中进行储存。飞控CPU连接有电源模块一，导航CPU连接有电源模块二，由电源模块一和电源模块二为装置提供电能。D/A扩展模块连接有执行机构，所述的执行机构包括方向舵机、油门舵机、升降舵机和副翼舵机，D/A扩展模块将飞控CPU的命令转换为模拟信号后通过所述的方向舵机、油门舵机、升降舵机和副翼舵机控制飞行器的飞行。A/D转换器连接有传感器模块，所述的传感器模块包括陀螺仪、磁力计、GPS模块、气压高度计和加速度计，所述的陀螺仪、磁力计、GPS模块、气压高度计和加速度计将获取的信息发送至A/D转换器进行模数转换。
使用时，首先将飞控计算机通过串口模块连接地面设备，通过地面设备设置完成飞行任务所需的参数以及导航信息等数据，飞行完成后，通过串口模块将飞行信息传输至地面设备。在飞行过程中，陀螺仪、磁力计、GPS模块、气压高度计和加速度计将获取的信息发送至A/D转换器进行模数转换后发送至导航CPU中进行融合处理，导航CPU将信息通过双端口RAM发送至飞控CPU中，飞控CPU根据获取的信息通过D/A扩展模块将飞行命令发送至方向舵机、油门舵机、升降舵机和副翼舵机，从而控制飞行器的飞行。工作过程中，飞控计算机由电源模块一和电源模块二提供电能，通过JTAG接口一、JTAG接口二以及I/O接口一、I/O接口二与其他设备进行通信连接。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非
每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种双核飞控计算机，包括飞控模块、导航模块以及双端口RAM，其特征在于：飞控模块和导航模块之间通过双端口RAM连接，导航模块的数据通过双端口RAM发送至飞控模块；飞控模块以飞控CPU作为控制核心，飞控CPU连接有I/O接口一，飞控CPU通过I/O接口一实现数据的双向通信，D/A扩展模块也连接飞控CPU，飞控CPU还连接有JTAG接口一，飞控CPU通过JTAG接口一连接外部设备；导航模块以导航CPU作为控制核心，导航CPU连接有I/O接口二以及JTAG接口二，通过I/O接口二和JTAG接口二与其他设备进行通信，导航CPU还连接有A/D转换器，A/D转换器将模拟信号转换为数字信号传输至导航CPU，导航CPU通过串口模块连接地面设备，导航CPU与地面设备通过串口模块进行通信。
2.根据权利要求1所述的一种双核飞控计算机，其特征在于：所述的飞控CPU连接有存储器一，所述的导航CPU连接有存储器二，飞控CPU和导航CPU中的信息可发送至存储器一和存储器二中进行储存。
3.根据权利要求1所述的一种双核飞控计算机，其特征在于：所述的飞控CPU连接有电源模块一，所述的导航CPU连接有电源模块二，由电源模块一和电源模块二为装置提供电能。
4.根据权利要求1所述的一种双核飞控计算机，其特征在于：所述的D/A扩展模块连接有执行机构，所述的执行机构包括方向舵机、油门舵机、升降舵机和副翼舵机，D/A扩展模块将飞控CPU的命令转换为模拟信号后通过所述的方向舵机、油门舵机、升降舵机和副翼舵机控制飞行器的飞行。
5.根据权利要求1所述的一种双核飞控计算机，其特征在于：所述的A/D转换器连接有传感器模块，所述的传感器模块包括陀螺仪、磁力计、GPS模块、气压高度计和加速度计，所述的陀螺仪、磁力计、GPS模块、气压高度计和加速度计将获取的信息发送至A/D转换器进行模数转换。
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