CN106672220A - 一种包含高速模数转换芯片的飞机刹车系统及工作方法 - Google Patents

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CN106672220A
CN106672220A CN201611200861.XA CN201611200861A CN106672220A CN 106672220 A CN106672220 A CN 106672220A CN 201611200861 A CN201611200861 A CN 201611200861A CN 106672220 A CN106672220 A CN 106672220A
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孙舟
孙倩
刘文亮
谷鸣
王红玲
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Xian Aviation Brake Technology Co Ltd
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    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C25/00—Alighting gear
    • B64C25/32—Alighting gear characterised by elements which contact the ground or similar surface 
    • B64C25/42—Arrangement or adaptation of brakes
    • B64C25/44—Actuating mechanisms
    • B64C25/46—Brake regulators for preventing skidding or aircraft somersaulting

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

Abstract

本发明涉及一种包含高速模数转换芯片的飞机刹车系统及工作方法，所述飞机刹车系统的控制盒是基于DSP+FPGA为控制核心，其采集刹车指令传感器信号、刹车压力信号和阀检测信号，通过放大调理电路输出到AD采集模块；再由AD7656的输出接到FPGA中进行数字信号的滤波处理，最终送入数字信号处理器(DSP)中完成相应的运算与控制。该方案提高系统运算速度，控制精度高。

Description

一种包含高速模数转换芯片的飞机刹车系统及工作方法
技术领域
本发明涉及一种高速模数转换芯片在某刹车系统中的应用。
背景技术
随着现代社会信息技术的高速发展，数据采集的快速性、稳定性、精确性成为数据采集的重要指标。传统数据采集系统采用单片机与DSP作为控制器，控制模数转换器、存储器及其各自的外围电路，对数据进行采集并处理。然而，单片机本身的指令周期及其处理速度的限制使其很难达到多通道高速采集数据的要求，并且单片机控制各功能模块需要软件来支持，软件运行时间在整个采样时间中占有很大的比例，效率较低。
根据专利《用于微控制器的新型数模转换电路》公开了一种基于单片机的数模转换电路。单片机本身的指令周期及其处理速度的限制使其很难达到多通道高速采集数据的要求，并且单片机控制各功能模块需要软件来支持，软件运行时间在整个采样时间中占有很大的比例，效率较低。
传统的防滑刹车控制单元是基于D S P和单片机为控制核心，A D采集接收刹车指令传感器的信号、刹车压力信号和阀检测信号，通过放大调理电路，A D转换模块，采集到控制模块进行计算。见附图1。
而当前先进飞机的发展趋势，对飞机设计提出了高精度，高可靠性的要求。为满足这些要求，不仅要求采用数字化，而且要求采用集成化更高，控制精度更高，可靠性更强的产品。
发明内容
发明目的
为了克服现有基于DSP的飞机防滑刹车控制器控制采集精度差的不足，本发明提供一种高速模数转换芯片在某刹车系统中的应用。刹车控制单元是基于D S P+F P G A为控制核心，A D采集接收刹车指令传感器的信号、刹车压力信号和阀检测信号，通过放大调理电路，A D转换模块，采集到控制模块进行计算。该方案提高系统运算速度，控制精度高。
技术方案
一种包含高速模数转换芯片的飞机刹车系统，该飞机刹车系统的控制盒是基于DSP+FPGA为控制核心，其采集刹车指令传感器信号、刹车压力信号和阀检测信号，通过放大调理电路输出到AD采集模块；再由AD7656的输出接到FPGA中进行数字信号的滤波处理，最终送入数字信号处理器(DSP)中完成相应的运算与控制。
飞机刹车系统采用多个同步转换三路DOUT线路的读取数据的处理过程；数据读取后进入DSP相应的地址线内完成数据解算，最终得到数据的转换处理。该飞机刹车系统的工作方法如下：
首先，把同步转换三路DOUT线路的读取数据的处理过程分成包含BUSY信号，CONVST A、B、C，BUSY信号为低，数据发送和数据查空五个部分，共5个可操作的子模块，编制出相应的模型；然后再将每个子模块看成一个独立的单元，组合在一起完成整个过程，具体子模块工作流程如下：
BUSY信号：FPGA通过对系统时钟进行分频发出3个CONVST A、CONVST B、CONVST C信号；AD7656在CONVST x上升沿对所选通道对进行同步转换；
CONVST A、B、C：达到CONVST x上升沿后，BUSY信号变为高电平，表明已开始转换；
BUSY信号为低：完成转换后等待3us，BUSY信号恢复低电平；
数据发送：输出寄存器载入新转换结果，并可从AD7656读取数据；CS和SCLK信号用来传输AD7656的数据；
数据查空：当数据发送结束，通过串行接口从这些器件回读数据，SER/PAR应接高电平。
本发明的有益效果：
本发明采用基于D S P+F P G A为控制核心，A D采集接收刹车指令传感器的信号、刹车压力信号和阀检测信号，通过放大调理电路，A D转换模块，采集到控制模块进行计算。该方案提高系统运算速度，控制精度高。本发明相比于现有技术具有如下有益效果：
1、可多通道高速采集数据，提高系统的采集速度和精度。
2、将DSP的复杂控制运算能力与FPGA的高效数据处理能力相结合，提高了系统运算速度和控制精度。
附图说明
图1是背景技术基于DSP和单片机的A D采集系统的方框图。
图2是本发明基于DSP+FPGA的A D采集系统的方框图。
图3是一种高速模数转换芯片在某刹车系统中的应用的状态图。
图4是本实施案例仿真图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。
参照图2，接收刹车指令传感器的信号、刹车压力信号和阀检测信号，通过放大调理电路输出到A D采集模块。再由AD7656的输出接到FPGA中进行数字信号的滤波处理，最终送入数字信号处理器(DSP)中完成相应的运算与控制。系统中所使用的FPGA为Xi l inx的XQV1000系列，DSP为ADI公司的SM320F2812.此系统的外围电路比较简单，具有真正的高速、高性能数字信号采集功能。
见图3为状态图，其工作流程为：
FPGA通过对系统时钟进行分频发出3个CONVST A、CONVST B、CONVST C信号，AD7656在CONVST x上升沿对所选通道对进行同步转换。达到CONVST x上升沿后，BUSY信号变为高电平，表明已开始转换。完成转换后大约3us，BUSY信号恢复低电平。此时，输出寄存器载入新转换结果，并可从AD7656读取数据。要通过串行接口从这些器件回读数据，SER/PAR应接高电平。CS和SCLK信号用来传输AD7656的数据。这些器件均具有三个DOUT引脚：DOUT A、DOUT B和DOUT C。可通过单、双或三DOUT线路从各器件回读数据。本系统采用的如图3所示的六个同步转换三路DOUT线路的读取数据的方法。数据读取后进入DSP相应的地址线内完成数据解算，最终得到数据的转换处理。
见图4波形结果显示了该模块在设置好时钟频率50MHz和片选信号的情况下，通过AD 7656模数转换器转换的高8位和低8位的数据，FPGA逻辑控制单元能够快速准确地接收，转换成16位数据，并输出对AD 7656的逻辑控制信号，从而实现了FPGA对AD 7656模数转换器准确无误的控制和数据的接收，充分体现了系统的快速性、准确性，稳定性。
本发明提供一种高速模数转换芯片在某刹车系统中的应用。刹车控制单元是基于D S P+F P G A为控制核心，A D采集接收刹车指令传感器的信号、刹车压力信号和阀检测信号，通过放大调理电路，A D转换模块，采集到控制模块进行计算。该方案提高系统运算速度，控制精度高。将DSP的复杂控制运算能力与FPGA的高效数据处理能力相结合，提高系统运算速度，控制精度高。

Claims (3)

1.一种包含高速模数转换芯片的飞机刹车系统，其特征在于：所述飞机刹车系统的控制盒是基于DSP+FPGA为控制核心，其采集刹车指令传感器信号、刹车压力信号和阀检测信号，通过放大调理电路输出到AD采集模块；再由AD7656的输出接到FPGA中进行数字信号的滤波处理，最终送入数字信号处理器(DSP)中完成相应的运算与控制。
2.如权利要求1所述的飞机刹车系统，其特征在于：飞机刹车系统采用多个同步转换三路DOUT线路的读取数据的处理过程；数据读取后进入DSP相应的地址线内完成数据解算，最终得到数据的转换处理。
3.如权利要求2所述飞机刹车系统的工作方法，其特征在于：
首先，把同步转换三路DOUT线路的读取数据的处理过程分成包含BUSY信号，CONVST A、B、C，BUSY信号为低，数据发送和数据查空五个部分，共5个可操作的子模块，编制出相应的模型；然后再将每个子模块看成一个独立的单元，组合在一起完成整个过程，具体子模块工作流程如下：
BUSY信号：FPGA通过对系统时钟进行分频发出3个CONVST A、CONVST B、CONVST C信号；AD7656在CONVST x上升沿对所选通道对进行同步转换；
CONVST A、B、C：达到CONVST x上升沿后，BUSY信号变为高电平，表明已开始转换；
BUSY信号为低：完成转换后等待3us，BUSY信号恢复低电平；
数据发送：输出寄存器载入新转换结果，并可从AD7656读取数据；CS和SCLK信号用来传输AD7656的数据；
数据查空：当数据发送结束，通过串行接口从这些器件回读数据，SER/PAR应接高电平。
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