CN106885956B - 机载吊舱测试模拟源设备 - Google Patents

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Abstract

机载吊舱测试模拟源设备，涉及电子应用技术领域，解决现有机载吊舱系统的测试设备功能不全，且针对性差等问题，本发明包括数字信号处理器、现场可编程逻辑阵列，Cameralink转换芯片，异步串行通讯芯片，接口芯片电源转换芯片及晶振。测试模拟源完成对机载吊舱系统内部各子系统的功能测试。模拟红外相机输出五种不同格式的数字视频图像；模拟GPS、航姿仪等系统输出时间、位置及惯导等信息；本发明采用数字信号处理器与现场可编程逻辑阵列相结合的结构，系统结构简单，集成度高，体积小，运算速度快，本发明大大提高红外相机使用寿命，也提高了对机载吊舱系统的检测效率，节约了机载吊舱系统的成本。

Description

机载吊舱测试模拟源设备
技术领域
本发明涉及电子应用技术领域，具体涉及一种机载吊舱测试模拟源设备。
背景技术
测试模拟源是为机载吊舱系统配套的检测设备。由于吊舱系统内部安装有红外相机及各种电子系统，并且整个吊舱系统安装在飞机上。当不执行飞行任务的时侯，为了确定整个吊舱系统的工作状态是否正常，就需要一套测试模拟源系统对其进行检测。
测试模拟源主要完成对机载吊舱系统内部各分系统的功能测试。模拟红外相机输出五种不同格式的数字图像信号，避免频繁开启红外相机，导致相机的使用寿命减少；模拟GPS、航姿仪等系统输出时间、位置及惯导等信息；模拟控制台输出各种跟踪方式及控制命令。
发明内容
本发明为解决现有机载吊舱系统的测试设备功能不全，且针对性差等问题，提供一种机载吊舱测试模拟源设备。
机载吊舱测试模拟源设备，包括DSP、FPGA，Cameralink转换芯片、触摸显示屏、接口芯片、异步串行通讯芯片、第一晶振、第二晶振、第一电源转换芯片、第二电源转换芯片、开关电源、第三电源转换芯片和第三晶振；
所述DSP作为中央处理单元与FPGA连接，通过FPGA与外部各分系统，完成与触摸显示屏及外部各分系统的数据通讯、处理及控制；同时，DSP向FPGA发送控制命令，使FPGA输出不同的数字相机信号；
所述FPGA包括片选电路和相机时序电路，所述相机时序电路产生五种格式的数字相机时序信号，所述五种时序信号根据DSP的命令进行选择输出；所述片选电路产生秒脉冲信号、DSP中断信号以及异步串行通讯芯片的片选及控制信号；
Cameralink转换芯片将FPGA产生的数字相机时序信号转换成标准数字图像信号，发送给图像处理系统；
第一电源转换芯片、第二电源转换芯片和第三电源转换芯片用于将开关电源输出的电压进行转换后作为DSP和FPGA的工作电压，所述开关电源输出24v电压作为触摸显示屏的工作电压；
所述第一晶振向异步串行通讯芯片提供工作频率，第二晶振为FPGA提供工作频率，第三晶振为DSP提供工作频率；所述接口芯片将异步串行通讯芯片输出的电平信号转换成差分信号后传送至触摸显示屏及外部各分系统。
本发明的有益效果：本发明采用数字信号处理器DSP与现场可编程逻辑阵列FPGA相结合的结构，具有系统结构简单，集成度高，体积小、运算速度快等特点，并采用触摸显示屏使得设备操作方便快捷；同时设备设计采用标准接口，具有较强的通用性，适用范围广范。
本发明大大提高红外相机使用寿命，也提高了对机载吊舱系统的检测效率，节约了机载吊舱系统的成本。
附图说明
图1是本发明所述的机载吊舱测试模拟源设备结构示意图；
图2为本发明所述的机载吊舱测试模拟源设备的电路原理图。
图中：1、DSP，2、FPGA，3、Cameralink转换芯片，4、触摸显示屏，5、接口芯片，6、异步串行通讯芯片，7、第一晶振，8、Flash存储器，9、第二晶振，10、第一电源转换芯片11、第二电源转换芯片，12、开关电源，13、第三电源转换芯片，14、第三晶振，15、外部系统接口连接器，16、标准Cameralink连接器，17、触摸屏接口连接器，18、片选电路，19、相机时序电路。
具体实施方式
具体实施方式一、结合图1和图2说明本实施方式，机载吊舱测试模拟源设备，包括数字信号处理器DSP1、现场可编程逻辑阵列FPGA2、Cameralink转换芯片3、异步串行通讯芯片6、接口芯片5、Flash存储器8、第一电源转换芯片10、第二电源转换芯片11、第三电源转换芯片13、标准Cameralink连接器16、外部系统接口连接器15、触摸屏接口连接器17、开关电源12及第一晶振7、第二晶振9和第三晶振14组成。
本实施方式中，第一晶振7为14.7456MHz的晶振芯片，第二晶振9为50MHz晶振芯片，第三晶振14为24MHz晶振芯片；第一电源转换芯片10型号为1117-1.2，第二电源转换芯片11型号为11TPS75733，第三电源转换芯片13的型号为TPS768。
本实施方式中所述的数字信号处理器DSP1即采用型号为TMS320F2812的数字信号处理器，其地址总线A0～A15，外部中断INT1～INT2，地址总线D0～D15以及通用GPIO的管脚与现场可编程逻辑阵列FPGA2即型号为EP2C8Q208的FPGA的I/O脚连接；DSP1的晶振输入脚XCLKIN与第三晶振14连接，24MHz晶振连接；第三电源转换芯片13输出的1.9v电压接到DSP1的内核电压VDD脚上；第二电源转换芯片11输出的3.3v电压接到DSP1的输入输出电压VDDIO脚和FPGA2的输入输出电压VCCIO脚上；第一电源转换芯片10输出的1.2v电压连接FPGA2的内部电源VCCINT脚；第二晶振9接到FPGA2的时钟输入管脚CLK0上；Flash存储器8与FPGA2的对应I/O脚连接；异步串行通讯芯片6的片选CSA～CSD，地址A0～A2，中断INTA～INTD，数据D0～D7分别与FPGA2的I/O脚连接；FPGA2的I/O脚输出的秒信号1pps与接口芯片5的DIN5连接，通过接口芯片5的DOUT5脚将电平转换后的1pps差分信号与接口连接器15插座连接，再发送给外部各分系统；FPGA2的内部有编程产生的片选电路18和相机时序电路19；第一晶振7接到异步串行通讯芯片6的XTAL1脚上；异步串行通讯芯片6的数据输出脚TXA～D与接口芯片5的DIN1～4连接；异步串行通讯芯片6的数据输入脚RXA～D与接口芯片5的ROUT1～4连接；接口芯片5的数据输出DOUT1及接口芯片5的数据输入RIN1接到触摸屏接口连接器17插座上，之后再与触摸显示屏4连接；接口芯片5的数据输出DOUT2～4及接口芯片5的数据输入RIN2～4接到外部系统接口连接器15插座上，之后再与外部各分系统连接；Cameralink转换芯片3的PORTA/B/C分别与FPGA2的I/O脚连接；Cameralink转换芯片3的数据输出口TXOUT接到标准Cameralink连接器16插座上，再与图像处理系统连接；开关电源12输出的5v电压分别接到第二电源转换芯片11和第三电源转换芯片13的5v输入管脚上，同时开关电源12输出的24v电压接到触摸显示屏4的电源输入端，触摸显示屏4的串行通讯口与触摸屏接口连接器17连接。
本实施方式所述的数字信号处理器DSP采用的是TI公司的TMS320F2812芯片，是一个中央处理器；现场可编程阵列FPGA采用的是Altera公司的EP2C8Q208芯片，在其内部编程产生相机时序电路及片选电路；Cameralink转换芯片3采用的是DS90CR287芯片；触摸显示屏4采用的是Samkoon公司生产地SA-5.0A显示屏，是一个5.0寸彩色液晶触摸显示屏，用于显示系统状态信息及发送控制命令；接口芯片5采用的Sipex公司的SP3487芯片和SP3489芯片，SP3487是数据发送芯片，SP3489是数据接收芯片。异步串行通讯芯片6采用的是TI公司的TL16C754芯片，用于接收和发送串行通讯数据；Flash存储器8采用EPCS4芯片，是FPGA配套使用芯片，是其外部存储器。
本实施方式所述的触摸屏接口连接器17的型号为SCSI-36插座，外部系统接口连接器15的型号为SCSI-36插座，标准Cameralink连接器16的型号为MDR26插座。
本实施方式所述的数字信号处理器DSP与现场可编程逻辑阵列FPGA相结合的结构，具有系统结构简单，集成度高，体积小、运算速度快等特点，并采用触摸显示屏使得设备操作方便快捷；同时设备设计采用标准接口，具有较强的通用性，适用范围广。本实施方式所述的设备大大提高红外相机使用寿命，也提高了对机载吊舱系统的检测效率，节约了机载吊舱系统的成本。

Claims (6)

1.机载吊舱测试模拟源设备，包括DSP(1)、FPGA(2)、Cameralink转换芯片(3)、触摸显示屏(4)、接口芯片(5)、异步串行通讯芯片(6)、第一晶振(7)、第二晶振(9)、第一电源转换芯片(10)、第二电源转换芯片(11)、开关电源(12)、第三电源转换芯片(13)和第三晶振(14)，其特征是：
所述DSP(1)作为中央处理单元与FPGA(2)连接，通过FPGA(2)完成与触摸显示屏(4)以及与外部各分系统的数据通讯、处理及控制；同时，DSP(1)向FPGA(2)发送控制命令，使FPGA(2)输出不同的数字相机信号；
所述FPGA(2)包括片选电路(18)和相机时序电路(19)，所述相机时序电路(19)产生五种格式的数字相机时序信号，所述五种时序信号根据DSP(1)的命令进行选择输出；所述片选电路(18)产生秒脉冲信号、DSP中断信号以及异步串行通讯芯片(6)的片选及控制信号；
Cameralink转换芯片(3)将FPGA(2)产生的数字相机时序信号转换成标准数字图像信号，发送给图像处理系统；
第一电源转换芯片(10)、第二电源转换芯片(11)和第三电源转换芯片(13)用于将开关电源(12)输出的电压进行转换后作为DSP(1)和FPGA的工作电压(2)，
所述开关电源(12)输出24v电压作为触摸显示屏(4)的工作电压；
所述第一晶振(7)向异步串行通讯芯片(6)提供工作频率，第二晶振(9)为FPGA(2)提供工作频率，第三晶振(14)为DSP(1)提供工作频率；
所述接口芯片(5)将异步串行通讯芯片(6)输出的电平信号转换成差分信号后传送至触摸显示屏(4)及外部各分系统。
2.根据权利要求1所述的机载吊舱测试模拟源设备，其特征在于，还包括外部系统接口连接器(15)、标准Cameralink连接器(16)和触摸屏接口连接器(17)，所述Cameralink转换芯片(3)将FPGA(2)产生的数字相机时序信号通过标准Cameralink连接器(16)转换成标准数字图像信号，发送给图像处理系统；
所述接口芯片(5)输出的差分信号分别经外部系统接口连接器(15)和触摸屏接口连接器(17)传送至外部各分系统和触摸显示屏(4)。
3.根据权利要求1或2所述的机载吊舱测试模拟源设备，其特征在于，所述第三电源转换芯片(13)将开关电源(12)输出的5v电压转换成1.9v的DSP(1)内核电压，第二电源转换芯片(11)将开关电源(12)输出的5v电压转换成3.3v电压，一部分作为DSP(1)和FPGA(2)的工作电压，另外部分作为第一电源转换芯片(10)的输入电压，所述第一电源转换芯片(10)将3.3v电压转换成1.2v的FPGA内核电压。
4.根据权利要求3所述的机载吊舱测试模拟源设备，其特征在于，所述DSP(1)采用TMS320F2812芯片，FPGA(2)采用EP2C8Q208芯片，Cameralink转换芯片(3)采用DS90CR287芯片，所述触摸显示屏(4)采用SA-5.0A显示屏，所述接口芯片(5)采用SP3487芯片和SP3489芯片；所述SP3487芯片为数据发送芯片，SP3489芯片为数据接收芯片；异步串行通讯芯片(6)采用TL16C754芯片，用于接收和发送串行通讯数据；
所述第一电源转换芯片(10)为TPS768芯片，第二电源转换芯片(11)为TPS75733芯片，第三电源转换芯片(13)为1117-1.2芯片；
所述第一晶振(7)为14.7456MHz晶振，第二晶振(9)为50MHz晶振，第三晶振(14)为24MHz晶振。
5.根据权利要求4所述的机载吊舱测试模拟源设备，其特征在于，所述DSP(1)的地址总线A0～A15、外部中断INT1～INT2、地址总线D0～D15以及通用GPIO的管脚与FPGA(2)对应的I/O脚连接；DSP(1)的XCLKIN引脚与第三晶振连接；
第三电源转换芯片(13)输出的1.9v电压接到DSP(1)的内核电压VDD引脚上；
第二电源转换芯片(11)输出的3.3v电压接到DSP(1)的输入输出电压VDDIO引脚和FPGA(2)的输入输出电压VCCIO引脚上；
第一电源转换芯片(10)输出的1.2v电压连接FPGA(2)的内部电源VCCINT引脚；第二晶振(9)接到FPGA(2)的CLK0引脚上；
异步串行通讯芯片(6)的片选CSA～CSD、地址总线A0～A2、中断INTA～INTD和数据总线D0～D7分别与FPGA(2)的I/O脚连接；
FPGA(2)的I/O引脚输出的秒信号1pps与接口芯片(5)的DIN5连接，通过接口芯片(5)的DOUT5引脚将电平转换后的1pps差分信号与通过外部系统接口连接器(15)后发送至外部各分系统；
第一晶振(7)接到异步串行通讯芯片(6)的XTAL1引脚上；异步串行通讯芯片(6)的数据输出引脚TXA～D与接口芯片(5)的DIN1～4连接；异步串行通讯芯片(6)的数据输入引脚RXA～D与接口芯片(5)的ROUT1～4连接；接口芯片(5)的数据输出引脚DOUT1及接口芯片(5)的数据输入引脚RIN1接到触摸屏接口连接器(17)插座上，通过触摸屏接口连接器(17)与触摸显示屏(4)连接；
接口芯片(5)的数据输出DOUT2～4及接口芯片(5)的数据输入RIN2～4接到外部系统接口连接器(15)插座上，通过外部系统接口连接器(15)与外部各分系统连接；
Cameralink转换芯片(3)的PORTA/B/C引脚与FPGA(2)的I/O脚连接；Cameralink转换芯片(3)的数据输出口TXOUT接到标准Cameralink连接器MDR26(16)插座上后再与图像处理系统连接；
开关电源(12)输出的5v电压分别接到第二电源转换芯片(11)和第三电源转换芯片(13)的5v输入管脚上，同时开关电源(12)输出24v电压接到触摸显示屏(4)的电源输入端，触摸显示屏(4)的串行通讯口与触摸屏接口连接器(17)连接。
6.根据权利要求1所述的机载吊舱测试模拟源设备，其特征在于，还包括Flash存储器(8)，所述Flash存储器(8)与FPGA(2)的I/O引脚连接；用于为FPGA(2)提供程序外部存储功能，程序在每次上电时从Flash存储器(8)中转移到FPGA(2)内部使用。
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